Java如何实现跨平台

什么是平台无关性

   平台无关性就是一种语言在计算机上的运行不受平台的约束,一次编译,到处执行。

也就是说,用Java创建的可以执行二进制程序,能够不加改变的运行于多个平台,Java减少了开发和部署的多个平台的成本和时间。

 

 平台无关性的实现

    其中扮演者重要的角色有Java语言规范、Class文件、Java虚拟机(JVN)等。

在计算机世界中,计算机只认识0和1.所以,真正被执行的其实是由0和1组成的二进制文件。

   日常开发使用的C、C++、Java、python 都属于是高级语言,而非二进制语言,所以,想让计算机认识我们写出来的Java代码,那就需要

把他翻译成由0和1组成的二进制文件。这个过程就叫编译。负责这一个过程的处理的工具叫做编译器。

   想把Java文件,编译成二进制文件文件,需要经过两步编译,前端编译和后端编译。

 

      前端编译主要是指与源语言有关但与目标机无关的部分。Java中,我们知道的 javac 的编译就是前端编译。除了这种以外,我们使用的很多IDE如eclipse,idea等,都是内置了前端编译器,

主要功能就是.java文件转换为.class文件。

      后端编译主要是将中间代码再翻译成机器语言。Java中,这一步骤就是后端编译(jvm来执行)。

 

Java虚拟机

    之所以跨平台是由jvm来完成的,jvm会根据不用的操作系统和硬件设备,提供不同jvm。对于不同的操作系统jvm对应的质指令是不同的class文件。

比如同样执行a+b,A操作系统对应的二进制指令可能是10001000,而B操作系统对应的指令可能是11101110。那么,想要做到跨平台,最重要的就是可以根据对应的硬件和操作系统生成对应的二进制指令。

有了Java虚拟机,想要执行a+b操作,A操作系统上面的虚拟机就会把指令翻译成10001000,B操作系统上面的虚拟机就会把指令翻译成11101110。

 

所以,Java之所以可以做到跨平台,是因为Java虚拟机充当了桥梁。他扮演了运行时Java程序与其下的硬件和操作系统之间的缓冲角色。

 

class字节码

各种不同的平台的虚拟机都使用统一的程序存储格式——字节码(ByteCode)是构成平台无关性的另一个基石。Java虚拟机只与由字节码组成的Class文件进行交互。 我们说Java语言可以Write Once ,Run Anywhere。这里的Write其实指的就是生成Class文件的过程。 因为Java Class文件可以在任何平台创建,也可以被任何平台的Java虚拟机装载并执行,所以才有了Java的平台无关性。class 是16进制的文件流,最终会被jvm转成二进制的机械码。

 

Java语言规范

 已经有了统一的Class文件,以及可以在不同平台上将Class文件翻译成对应的二进制文件的Java虚拟机,Java就可以彻底实现跨平台了吗? 其实并不是的,Java语言在跨平台方面也是做了一些努力的,这些努力被定义在Java语言规范中。 比如,Java中基本数据类型的值域和行为都是由其自己定义的。而C/C++中,基本数据类型是由它的占位宽度决定的,占位宽度则是由所在平台决定的。所以,在不同的平台中,对于同一个C++程序的编译结果会出现不同的行为。 举一个简单的例子,对于int类型,在Java中,int占4个字节,这是固定的。 但是在C++中却不是固定的了。在16位计算机上,int类型的长度可能为两字节;在32位计算机上,可能为4字节;当64位计算机流行起来后,int类型的长度可能会达到8字节。根据规范格式,才能够被jvm编译以及解释运行。

 

总结

 对于Java的平台无关性的支持是分布在整个Java体系结构中的。

 其中扮演着重要角色的有Java语言规范、Class文件、Java虚拟机等。

Java语言规范

   通过规定Java语言中基本数据类型的取值范围和行为

Class文件

   所有Java文件要编译成统一的Class文件

Java虚拟机

    通过Java虚拟机将Class文件转成对应平台的二进制文件等 Java的平台无关性是建立在Java虚拟机的平台有关性基础之上的,是因为Java虚拟机屏蔽了底层操作系统和硬件的差异。

 

posted @ 2019-08-24 15:46  陆佳骅的博客  阅读(7275)  评论(1编辑  收藏  举报