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Java、JVM和操作系统之间的关系,写给新人,
来张图:这个帖子写给新人的,老玩家就直接无视他,因为这个完完全全是白话基础原理。
解释:上面的图是从上往下依次调用的关系。
操作系统(Windows/Linux)管理硬件,让硬件能够正常、合理的运行,当然各种硬件的驱动实现了操作系统的接口,操作系统调用这些接口就能管理硬件,操作系统还像程序员提供了一层接口,叫做系统呼叫层,程序员可以面向这一层的接口编程,来实现对计算机的控制,而不同的操作系统(或者说不同的CPU架构)所提供的接口都是不一样的,Windows和Linux提供给的那肯定是完全不一样的,虽然站在最终的角度来看都能实现某一功能。所以同样一个程序是不能在不同的系统上运行的,甚至可能在同一个系统的不同版本都不一定能完美运行,这就是所谓的平台相关的程序,比如C/C++程序,然而计算机和互联网的飞速发展,计算机种类和型号千千万,操作系统也有很多种类,Window、Linux、iOS等,同样一款软件不能不做改变就在不同的操作系统上面运行,这对开发者来说不是很友好。Java语言就能解决这个平台(说成是Java平台更准确,JVM+JavaAPI),鉴于不同的操作系统所需要的程序是不一样的,那么就可以寻找一个方法来解决这个问题,于是JVM就诞生了,又JVM来向下关联所有操作系统,他能操作所有操作系统,向上提供统一接口,也就是JavaAPI,开发者只需要面向JVM(JavaAPI)编程,至于JVM是如何各种不同的操作系统打交道开发者完全不用管,管他是怎么沟通交流的,于是只要面向JVM+JavaAPI编程,一个程序可以在任意操作系统平台上面运行,这就是所谓的跨平台,Java代码和平台是无关的,没有任何关系。---而这,就是Java的跨平台性质。
其实这个理念跟Linux的shell是一样的,Linux操作系统管理硬件,Linux向上提供统一接口,而Shell(就等于是上面的JVM)作为命令输入这和操作系统接口的中间人,中间人会将输入的命令解释给操作系统接口来管理和调用各种硬件,只不过shell没有JVM做得那么彻底,这也就是为什么对于那么多不同的shell来说,输入的命令都基本上是一样的的道理。
举个例子:我们国家有很多方言,比如广东人至听得懂广东话,四川人只听得懂四川话,天津人只听得懂天津话,这些方言就是所谓的地域相关的语言,对应计算机软件来说就是平台相关性,如果我一个北京人要跟广东、四川和天津人说话,我必须要会说这三种方言,这对于我的语言能力来说很痛苦,要学会这三种话。但是我们知道湖南卫视汪涵很牛逼,会说各种方言,我把他请来当翻译,汪涵就是JVM,他能说这三种方言,并且他只听懂得普通话,但是会说各种方言,这好像有点奇怪,所有想要跟广东、四川和天津打交道的人都跟汪涵说普通话,让他来帮忙翻译,我们说一句他翻译语句,这样的最终目的我们只需要学会普通话就可以跟任何人交流了。这就是Java平台。正是因为多了中间翻译人这么一个过程,所以很明显我说普通话跟广东人交流显得很慢,需要等汪涵来翻译,肯定是没有我直接说广东话来的直接。这也就是为什么Java比C/C++慢的原因,虚拟机需要解释执行。虽然速度慢,但是换来的是我们只需要说普通话就能跟所有人交流,这样的代价是值得的,而且虚拟机性能和各种Java技术的发展,这个解释执行的过程越来越快,以后说不定就追上C/C++了,也就是汪涵的语速会变得和好声音华少的语速,甚至再快,到了周杰伦唱歌速度那么快,我们和不同地区的人交流就更快了。当然现在的JVM不仅仅是逐行解释执行,还有部分JIT技术和其他很多各方面的提升。