java虚拟的机3.pdf

Java虚拟机 1 虚拟机简介 1．1 起源 为了减轻编译过程中，中间语言向不同机器代码转换这一烦 琐的任务，提出了虚拟机的思想，最早是在五十年代末的UNCOL 方案中首先被提出来的，建议设计一个通用的中间语言，该语言 的名字为UNCOL(universal computer oriented language)，即 面向通用计算机的中间语言。 中间语言的概念与抽象机的概念并不完全相同，中间语言可 以看作是抽象机的汇编语言。 抽象机是具体计算机的理论模型。 Turing机 图灵 机械可计算 1．2 通用抽象机 七十年代的通用抽象机JANUS，其基本思想是：把对输入源语 言的分析阶段(词法、语法、以及部分语义)与代码生成阶段分割 开来。前一部分应该是与具体机器无关的，后一部分则涉及源语 言的各种成分在不同的机器上如何实现的问题。 1 具体的计算机很多，差别很大等，实现起来较困难。 1．3 专用抽象机 为特定计算机设计的专用抽象机。 从通用抽象机到专用抽象机，表明人们的认识也有了提高， 放弃了不切实际的目标，转而追求比较现实的目标。 1．4 面向语言的专用抽象机 这种AM 只能用来实现和移植某一种特定的语言，许多著名 的语言都有了自己的专用抽象机，如Pascal 的P-CODE，ALGOL 的Z-CODE 等。 2 目的： （1） 便于移植 把这个系统用抽象机的方法重新实现一遍，然后再把用抽象 机写的系统提供给用户，使用户只需花费实现一个小抽象机的代 价就可得到整个系统。 （2） 获得高效率 在特殊的硬件模型上获得高效率。抽象机可视为硬件模型的软 件映射，它是介于语言的语义和硬件物理实现之间的一个层次， 是从该语言中抽出其基本功能而设计的一台直接执行这些基本 功能的理想机器。 2 Java虚拟机概述 Java虚拟机 （Javavirtual machine，JVM）是面向语言的专 用抽象机，它的设计主要是受了P-Code 的影响，它和P-Code 一样都是面向堆栈的机器，JVM 的设计兼顾了软件的移植与硬件 的执行效率，目前已有以JVM 指令为机器指令的JavaCPU。 Java语言之所以实现了平台中立，其根本原因在于各操作系 统平台都配有Java虚拟机，虚拟机屏蔽了不同软硬平台之间的 差异，它负责解释或及时编译执行Java字节码文件。 Java 虚拟机是一组有关指令系统、字节码格式等的规格说 3 明。只要根据JVM 的规格描述将解释移植到特定的计算机上，就 能保证经过编译的任何Java代码都能在该机器上运行。 当说到 “Java虚拟机”时，可能有以下三种解释：  抽象规范  一个具体的实现  一个运行中的虚拟机实例 当启动一个Java程时，一个虚拟机实例就诞生了；当该程序 关闭，这个虚拟机实例也就随之消亡了。 图 Java平台结构 4 每个Java 虚拟机包含：  一个类装载子系统  一个执行引擎  运行时的数据区 Java虚拟机技术是Java平台的核心技术，涉及的范围很广，其 中包括解释技术、及时编译技术、异常处理技术、多线程技术、 内存管理与无用单元的回收技术等。 3 Java虚拟机的体系结构与设计 5 线程 Java 栈 方法区 帧 PC 寄存器