java採用即時編譯嗎
Java虛擬機(JVM)是可運行Java代碼的假想計算機。只要根據JVM規格描述將解釋器移植到特定的計算機上，就能保證經過編譯的任何Java代碼能夠在該系統上運行。本文首先簡要介紹從Java文件的編譯到最終執行的過程，隨後對JVM規格描述作一說明。
一.Java源文件的編譯、下載、解釋和執行
Java應用程序的開發周期包括編譯、下載、解釋和執行幾個部分。Java編譯程序將Java源程序翻譯為JVM可執行代碼?位元組碼。這一編譯過程同C/C++的編譯有些不同。當C編譯器編譯生成一個對象的代碼時，該代碼是為在某一特定硬體平台運行而產生的。因此，在編譯過程中，編譯程序通過查表將所有對符號的引用轉換為特定的內存偏移量，以保證程序運行。Java編譯器卻不將對變數和方法的引用編譯為數值引用，也不確定程序執行過程中的內存布局，而是將這些符號引用信息保留在位元組碼中，由解釋器在運行過程中創立內存布局，然後再通過查表來確定一個方法所在的地址。這樣就有效的保證了Java的可移植性和安全性。
運行JVM位元組碼的工作是由解釋器來完成的。解釋執行過程分三部進行：代碼的裝入、代碼的校驗和代碼的執行。裝入代碼的工作由"類裝載器"（class loader）完成。類裝載器負責裝入運行一個程序需要的所有代碼，這也包括程序代碼中的類所繼承的類和被其調用的類。當類裝載器裝入一個類時，該類被放在自己的名字空間中。除了通過符號引用自己名字空間以外的類，類之間沒有其他辦法可以影響其他類。在本台計算機上的所有類都在同一地址空間內，而所有從外部引進的類，都有一個自己獨立的名字空間。這使得本地類通過共享相同的名字空間獲得較高的運行效率，同時又保證它們與從外部引進的類不會相互影響。當裝入了運行程序需要的所有類後，解釋器便可確定整個可執行程序的內存布局。解釋器為符號引用同特定的地址空間建立對應關系及查詢表。通過在這一階段確定代碼的內存布局，Java很好地解決了由超類改變而使子類崩潰的問題，同時也防止了代碼對地址的非法訪問。
隨後，被裝入的代碼由位元組碼校驗器進行檢查。校驗器可發現操作數棧溢出，非法數據類型轉化等多種錯誤。通過校驗後，代碼便開始執行了。
Java位元組碼的執行有兩種方式：
1.即時編譯方式：解釋器先將位元組碼編譯成機器碼，然後再執行該機器碼。
2.解釋執行方式：解釋器通過每次解釋並執行一小段代碼來完成Java位元組碼程 序的所有操作。
通常採用的是第二種方法。由於JVM規格描述具有足夠的靈活性，這使得將位元組碼翻譯為機器代碼的工作
具有較高的效率。對於那些對運行速度要求較高的應用程序，解釋器可將Java位元組碼即時編譯為機器碼，從而很好地保證了Java代碼的可移植性和高性能。
二.JVM規格描述
JVM的設計目標是提供一個基於抽象規格描述的計算機模型，為解釋程序開發人員提很好的靈活性，同時也確保Java代碼可在符合該規范的任何系統上運行。JVM對其實現的某些方面給出了具體的定義，特別是對Java可執行代碼，即位元組碼(Bytecode)的格式給出了明確的規格。這一規格包括操作碼和操作數的語法和數值、標識符的數值表示方式、以及Java類文件中的Java對象、常量緩沖池在JVM的存儲映象。這些定義為JVM解釋器開發人員提供了所需的信息和開發環境。Java的設計者希望給開發人員以隨心所欲使用Java的自由。
JVM定義了控制Java代碼解釋執行和具體實現的五種規格，它們是：
JVM指令系統
JVM寄存器
JVM棧結構
JVM碎片回收堆
JVM存儲區
2.1JVM指令系統
JVM指令系統同其他計算機的指令系統極其相似。Java指令也是由 操作碼和操作數兩部分組成。操作碼為8位二進制數，操作數進緊隨在操作碼的後面，其長度根據需要而不同。操作碼用於指定一條指令操作的性質（在這里我們採用匯編符號的形式進行說明），如iload表示從存儲器中裝入一個整數，anewarray表示為一個新數組分配空間，iand表示兩個整數的"與"，ret用於流程式控制制，表示從對某一方法的調用中返回。當長度大於8位時，操作數被分為兩個以上位元組存放。JVM採用了"big endian"的編碼方式來處理這種情況，即高位bits存放在低位元組中。這同 Motorola及其他的RISC CPU採用的編碼方式是一致的，而與Intel採用的"little endian "的編碼方式即低位bits存放在低位位元組的方法不同。
Java指令系統是以Java語言的實現為目的設計的，其中包含了用於調用方法和監視多先程系統的指令。Java的8位操作碼的長度使得JVM最多有256種指令，目前已使用了160多種操作碼。
2.2JVM指令系統
所有的CPU均包含用於保存系統狀態和處理器所需信息的寄存器組。如果虛擬機定義較多的寄存器，便可以從中得到更多的信息而不必對棧或內存進行訪問，這有利於提高運行速度。然而，如果虛擬機中的寄存器比實際CPU的寄存器多，在實現虛擬機時就會佔用處理器大量的時間來用常規存儲器模擬寄存器，這反而會降低虛擬機的效率。針對這種情況，JVM只設置了4個最為常用的寄存器。它們是：
pc程序計數器
optop操作數棧頂指針
frame當前執行環境指針
vars指向當前執行環境中第一個局部變數的指針
所有寄存器均為32位。pc用於記錄程序的執行。optop,frame和vars用於記錄指向Java棧區的指針。
2.3JVM棧結構
作為基於棧結構的計算機，Java棧是JVM存儲信息的主要方法。當JVM得到一個Java位元組碼應用程序後，便為該代碼中一個類的每一個方法創建一個棧框架，以保存該方法的狀態信息。每個棧框架包括以下三類信息：
局部變數
執行環境
操作數棧
局部變數用於存儲一個類的方法中所用到的局部變數。vars寄存器指向該變數表中的第一個局部變數。
執行環境用於保存解釋器對Java位元組碼進行解釋過程中所需的信息。它們是：上次調用的方法、局部變數指針和操作數棧的棧頂和棧底指針。執行環境是一個執行一個方法的控制中心。例如：如果解釋器要執行iadd(整數加法)，首先要從frame寄存器中找到當前執行環境，而後便從執行環境中找到操作數棧，從棧頂彈出兩個整數進行加法運算，最後將結果壓入棧頂。
操作數棧用於存儲運算所需操作數及運算的結果。
2.4JVM碎片回收堆
Java類的實例所需的存儲空間是在堆上分配的。解釋器具體承擔為類實例分配空間的工作。解釋器在為一個實例分配完存儲空間後，便開始記錄對該實例所佔用的內存區域的使用。一旦對象使用完畢，便將其回收到堆中。
在Java語言中，除了new語句外沒有其他方法為一對象申請和釋放內存。對內存進行釋放和回收的工作是由Java運行系統承擔的。這允許Java運行系統的設計者自己決定碎片回收的方法。在SUN公司開發的Java解釋器和Hot Java環境中，碎片回收用後台線程的方式來執行。這不但為運行系統提供了良好的性能，而且使程序設計人員擺脫了自己控制內存使用的風險。
2.5JVM存儲區
JVM有兩類存儲區：常量緩沖池和方法區。常量緩沖池用於存儲類名稱、方法和欄位名稱以及串常量。方法區則用於存儲Java方法的位元組碼。對於這兩種存儲區域具體實現方式在JVM規格中沒有明確規定。這使得Java應用程序的存儲布局必須在運行過程中確定，依賴於具體平台的實現方式。
JVM是為Java位元組碼定義的一種獨立於具體平台的規格描述，是Java平台獨立性的基礎。目前的JVM還存在一些限制和不足，有待於進一步的完善，但無論如何，JVM的思想是成功的。
對比分析：如果把Java原程序想像成我們的C++原程序，Java原程序編譯後生成的位元組碼就相當於C++原程序編譯後的80x86的機器碼（二進製程序文件），JVM虛擬機相當於80x86計算機系統,Java解釋器相當於80x86CPU。在80x86CPU上運行的是機器碼，在Java解釋器上運行的是Java位元組碼。
Java解釋器相當於運行Java位元組碼的「CPU」,但該「CPU」不是通過硬體實現的，而是用軟體實現的。Java解釋器實際上就是特定的平台下的一個應用程序。只要實現了特定平台下的解釋器程序，Java位元組碼就能通過解釋器程序在該平台下運行，這是Java跨平台的根本。當前，並不是在所有的平台下都有相應Java解釋器程序，這也是Java並不能在所有的平台下都能運行的原因，它只能在已實現了Java解釋器程序的平台下運行。
⑵ JAVA的幾個重要特點
java的幾個特點： 這是我對java特點的一些理解及其歸納： (1)、java 的簡單性：和C++相比，語法簡單了，取消了指針的語法；內存分配和回收不需要我們來過渡關注，C++可以多繼承，但java只能是單繼承，相對於類來說。（註：介面可以多繼承） （2）、java面向對象：java算是純面向對象，但jquery是更純的面向對象。 在java編程思想這本書說過，「Everything is object!」 這樣便於人類的構思和設計，更符合人們的思考問題方式 （3）、分布式：主要還是用在EJB上 （4）、安全性：java的語法限定了源程序的安全性，首先編譯器會進行源代碼的第一步檢查 （5）、跨平台：java能夠跨越不同的操作系統平台，平台無關性 怎麼跨平台呢？ 主要是在不同的操作系統中，JVM規范都是一樣的，被JVM載入成各個操作系統所支持的，屏蔽了底層操作系統的差異 （6）、高性能：開閉原則---對擴展開放，對修改關閉 java是即時編譯的 （7）、多線程： Java開發的流程： （1）、首先編輯 .java源程序 （2）、編譯成 .class位元組碼文件byte code（一種二進制文件） （3）、最後被java虛擬機（JVM）載入解釋並執行 雖然這些是很基礎的知識，但這些是我對java重新的認識，可能還是有很多地方不到位，但我更想把底層的知識打牢。 請大家一起更我分享，若有好的建議，請提出！我想更進一步的學習！
⑶ java的『編譯器』與『即時編譯器』有什麼區別
你好！編譯器（在windows下，javac.exe）將源代碼（java文件）編譯為位元組碼（bytecode），存放在class文件中。
位元組碼不能直接在機器上執行，而是通過虛擬機（windows下是java.exe）執行。具體的執行方式有兩種：
1. 一般情況下解釋執行。解釋執行並不是「解釋為用c++語言寫成的程序」，而是jvm把位元組碼看成腳本，根據位元組碼中的指令，由JVM去調用實際的本地方法。
2. 在打開了JIT參數的前提下，jvm會把執行過程中發現的熱點位置，由jvm內部的即時編譯器編譯為本地機器碼直接執行。
編譯器將java文件編譯為class文件，解釋器將class文件變為機器語言
⑷ 簡述java語言的運行機制
簡單來說Java程序的運行機制
編寫、編譯、運行三個步驟。
運行機制 主要是指
編譯、運行的過程
1、編譯
Java編譯器對源文件進行錯誤排查的過程，編譯後將生成後綴名為.class的位元組碼文件。好讓JVM(java虛擬機)里的解釋器可以正常讀取。
2、運行
三步代碼的裝入、代碼的校驗和代碼的執行
2.1 、代碼的裝入
JVM控制解釋器中的「類裝載器」去讀取和裝載程序所需的類(class的位元組碼)。然後解釋器開始建立類與類之間的關系。
2.2、代碼的校驗
位元組碼校驗器進行檢查：校驗器可發現操作數棧溢出，非法數據類型轉化等多種錯誤。
2.3、代碼的執行
執行也分兩種情況
即時編譯方式：解釋器先將位元組碼編譯成機器碼，然後再執行該機器碼。
解釋執行方式：解釋器通過每次解釋並執行一小段代碼來完成Java位元組碼程 序的所有操作。
通常採用的是第二種方法。由於JVM規格描述具有足夠的靈活性，這使得將位元組碼翻譯為機器代碼的工作
本回答由電腦網路分類達人 化曉峰推薦
⑸ java語言在被設計的時候為什麼會加上 編譯 這一步
java語言在被設計的時候為什麼會加上編譯這一步，其實主要的考慮因素是性能，靜態語言的執行效率比動態語言要高得多。所以需要編譯。
⑹ Java的核心技術有哪些
第一：Java虛擬機 Java虛擬機的主要任務是裝在class文件並且執行其中的位元組碼。Java虛擬機包含一個類裝載器，它可以從程序和API中裝載class文件。Java API中只有程序執行時需要的那些類才會被裝載。位元組碼由執行引擎來執行。不同的Java虛擬機中，執行引擎可能實現得非常不同。在由軟體實現的虛擬機中，最簡單的執行引擎就是一次性解釋位元組碼。另一種執行引擎更快，但是也更消耗內存，叫做"即時編譯器(just-in-time compiler)"。在這種情況下，第一次被執行的位元組碼會被編譯成本地機器代碼。編譯出的本地機器代碼會被緩存，當方法以後被調用的時候可以重用。第三種執行引擎是自適應優化器。在這種方法里，虛擬機開始的時候解釋位元組碼，但是會監視運行中程序的活動，並且記錄下使用最頻繁的代碼段。程序運行的時候，虛擬機只把那些活動最頻繁的代碼編譯成本地代碼，其他的代碼由於使用得不是很頻繁，繼續保留為位元組碼-由虛擬機繼續解釋它們。一個自適應的優化器可以使得Java虛擬機在80%~90%的時間里執行被優化過的本地代碼，而只需要編譯10%~20%的對性能有影響的代碼。 當Java虛擬機是由主機操作系統上的軟體實現的時候，Java程序通過調用本地方法(native method)和主機交互。Java中有兩種方法: Java方法和本地方法。Java方法是由Java語言編寫，編譯成位元組碼文件，存儲在class文件中的。本地方法是由其他語言(比如c,c++或匯編語言)編寫的，編譯成何處理器相關的機器代碼。本地方法保存在動態鏈接庫中,格式是各個平台專有的。運行中Java程序調用本地方法時，虛擬機裝載包含這個本地方法的動態庫，並調用這個方法。本地方法是聯系Java程序和底層主機操作系統的連接方法。
第二：類裝載器的體系結構 一個Java應用程序可以使用兩種類裝載器："啟動(bootstrap)"類裝載器和用戶定義的類裝載器。啟動類裝載器(這是系統中唯一的)是Java虛擬機實現的一部分。啟動類裝載器通常使用某種默認方式從本地磁碟中裝載類，包括Java API類(啟動類裝載器也被稱為原始類裝載器、系統類裝載器或者默認類裝載器)。 Java應用程序能夠在運行時安裝用戶定義的類裝載器，這種類裝載器能夠使用自定義的方式來裝載類。例如，從網路下載class文件。盡管啟動類裝載器是虛擬機實現的本質部分，而用戶定義的類裝載器不是，但用戶定義的類裝載器能夠用Java來編寫,能夠被編譯成class文件，能夠被虛擬機裝載，還能夠像其它對象一樣實例化。 由於有用戶定義類裝載器，所以不必再編譯的時候就知道運行中的Java應用程序中最終會加入的所有的類。用戶定義的類裝載器使得在運行擴展Java應用程序成為可能。當它運行時，應用程序能夠解決它需要哪些額外的類，能夠決定是使用一個或是更多的用戶定義的類裝載器來裝載。由於類裝載器是用Java編寫的，所以用任何在Java代碼中可以表述的風格來進行類裝載。這些類可以通過網路下載，可以從某些資料庫中獲取，甚至可以動態生成。 每一個類被裝載的時候，Java虛擬機都監視這個類，看到它到底是被啟動類裝載器還是被用戶定義類裝載器裝載。當被裝載的類引用了另外一個類時，虛擬機就會使用裝載第一個類的類裝載器裝載引用的類。例如，如果虛擬機使用一個特定的類裝載器裝載Volcano這個類，它就會使用這個類裝載器裝載Volcano類使用的所有類。 由於Java虛擬機採取這種方式進行類的裝載，所以被裝載的類默認情況下只能看到被同一個類裝載器裝載的別的類。通過這種方法，Java的體系結構允許在一個Java應用程序中建立多個命名空間。運行時的Java程序中的每一個類裝載器都有自己的命名空間。 Java應用程序可以創建多少個(或多少種)被不同的類裝載器裝載的類存放在不同的命名空間中，它們不能相互訪問，除非應用程序顯示地允許這么做。當編寫一個Java應用程序的時候，從不同源文件裝載的類可以分隔在不同的命名空間中。通過這種方法，就能夠使用Java類裝載器的體系結構來控制任何不同源文件中裝載的代碼之間的相互影響，特別是能夠阻止惡意代碼獲取訪問或破壞善意代碼的許可權。 Web瀏覽器是一個動態擴展的例子，Web瀏覽器使用用戶定義的類裝載器從網路下載用於Java applet的class文件。Web瀏覽器使用一個用來安裝用戶定義類裝載器的Java應用程序。這個用戶定義的類裝載器通常被稱為Java Applet類裝載器，它知道如何向HTTP伺服器請求class文件。Java Applet可以作為動態擴展的例子，因為Java應用程序並不知道它什麼時候會開始從網路下載瀏覽器請求的class文件。只有當瀏覽器遇到有Java applet的頁面時，才決定是否需要下載class文件。 Web瀏覽器啟動的Java應用程序通常為每個提供class文件的網路地址分別創建不同的用戶定義類裝載器，因此，不同的用戶定義類裝載器裝載不同來源的class文件。這就可以把它們分別放置在Java主機應用程序的不同命名空間之下。由於不同來源的Java applet文件放置在不同的命名空間中，惡意的Java applet代碼就不會直接訪問從別的地方下載的class文件。這就能夠限制或阻止不同來源的代碼之間的相互訪問。
第三：Java class文件 Java class文件主要在平台無關性和網路移動性方面使Java更適合網路。它在平台無關性方面的任務是：為Java程序提供獨立於底層主機平台的二進制形式的服務。這種途徑途徑打破了C或者C++等語言所遵循的傳統，使用這些傳統語言寫的程序通常首先被編譯，然後被連接成單獨的、專門支持特定硬體平台和操作系統的二進制文件。通常情況下，一個平台上的二進制可執行文件不能在其他平台上工作。而Java class文件時可以運行在任何支持Java虛擬機的硬體平台和操作系統上的二進制文件。 當編譯和連接一個C++程序時，所獲得的可執行二進制文件只能在指定的硬體平台和操作系統上運行，因為這個二進制文件包含了對目標處理器的機器語言。而Java編譯器把Java源文件的指令翻譯成位元組碼，這種位元組碼就是Java虛擬機的"機器語言"。class文件設計得緊湊，因此它們可以快速地在網路上傳送。其次，由於Java程序是動態連接和動態擴展的，class文件可以在需要的時候才下載。這個特點使得Java應用程序能夠安排從網路上下載class文件的時間，從而可以最大限度地減少終端用戶的等待時間。
第四：Java API Java API通過支持平台無關性和安全性，使得Java適應於網路應用。Java API是運行庫的集合，它提供了一套訪問主機系統資源的標准方法。運行Java程序時，虛擬機裝載程序的class文件所使用的Java API class文件。所有被裝載的class文件(包括從應用程序中和從Java API中提取的)和所有已經裝載的動態庫(包含本地方法)共同組成了再Java虛擬機上運行的整個程序。 在一個平台能偶支持Java程序以前，必須在這個特定平台上明確地實現API的功能。為訪問主機上的本地資源，Java API調用了本地方法。由於Java API class文件調用了本地方法，Java程序就不需要再調用它們了。通過這種方法，Java API class文件為底層主機提供了具有平台無關性、標准介面的Java程序。對Java程序而言，無論平台內部如何，Java API都會有同樣的表現和可預測的行為。正是由於在每個特定的主機平台上明確地實現了Java虛擬機和Java API,因此，Java程序自身就能夠成為具有平台無關性的程序。 Java API在Java安全性模型方面也有貢獻。當Java API的方法進行任何有潛在危險的操作(比如進行本地磁碟寫操作)之前，都會通過查詢訪問控制器來檢驗是否得到了授權。訪問控制器是一個類，該類用來執行棧檢驗，已決定是否允許某種操作。
⑺ Java能不能像C語言不通過JVM虛擬機直接編譯成二進制機器碼，讓計算機直接運行
很少用java，不熟悉，但覺得應該不行吧，java是解釋性語言，即使有一次編譯的機制，但也是即時編譯的。要是像你說的這樣，那也不可能跨平台運行了