Hva er JVM? Forklar JVM Architecture

Hva er JVM i Java?

Java Virtuell maskin (JVM) er en motor som gir et driftsmiljø for å drive Java kode eller applikasjoner. Den konverterer Java bytekode til maskinspråk. JVM er en del av Java Runtime Environment (JRE). I andre programmeringsspråk produserer kompilatoren maskinkode for et bestemt system. Imidlertid Java kompilatoren produserer kode for en virtuell maskin kjent som Java Virtuell maskin.

Hvordan fungerer JVM?

Først Java Koden kompileres til bytekode. Denne bytekoden tolkes på forskjellige maskiner. Mellom vertssystemet og Java kildekode, bytekode er et mellomliggende språk. JVM i Java er ansvarlig for å tildele minneplass.

Arbeider av Java Virtuell maskin (JVM)

Architecture av JVM (Java virtuell maskin)

La oss nå forstå arkitekturen til JVM. JVM-arkitektur i Java inneholder en klasselaster, et minneområde, en utførelsesmotor og mer.

Java Virtuell maskin Architecture

1) ClassLoader
Klasselasteren er et delsystem som brukes til å laste inn klassefiler. Den utfører tre hovedfunksjoner, nemlig lasting, kobling og initialisering.

2) Metodeområde
JVM-metodeområdet lagrer klassestrukturer som metadata, den konstante runtime-poolen og koden for metoder.

3) Haug
Alle Objekter, deres relaterte forekomstvariabler og matriser lagres i heapen. Dette minnet er felles og deles på tvers av flere tråder.

4) JVM-språkstabler
Java Språkstabler lagrer lokale variabler og deres delvise resultater. Hver tråd har sin egen JVM-stabel, som opprettes samtidig som tråden opprettes. En ny ramme opprettes hver gang en metode kalles, og den slettes når metodekallingsprosessen er fullført.

5) PC-registre
PC-registeret lagrer adressen til Java virtuell maskininstruksjon som kjører for øyeblikket. I Java, hver tråd har sitt eget separate PC-register.

6) Native metodestabler
Stabler med native metoder inneholder instruksjonene fra native koder som er avhengige av det native biblioteket. De er skrevet på et annet språk i stedet for Java.

7) Utførelsesmotor
Utførelsesmotoren leser bytekoden og utfører den bit for bit. Den bruker en tolk og en Just-In-Time (JIT)-kompilator for å konvertere bytekode til innebygd maskinkode og kjøre den.

8) Grensesnitt for opprinnelig metode
Native Method Interface er et programmeringsrammeverk. Det tillater Java kode som kjører i en JVM for å kalle, og bli kalt av, native applikasjoner og biblioteker.

9) Native metodebiblioteker
Native Libraries er en samling av de native bibliotekene (C, C++) som trengs av utførelsesmotoren.

Software Code Kompilerings- og utførelsesprosess

For å skrive og kjøre et program trenger du følgende:

• 1) Redaktør – For å skrive programmet ditt inn i; en notisblokk kan brukes til dette.
• 2) kompilatoren – For å konvertere ditt høynivåspråkprogram til innebygd maskinkode.
• 3) Linker – For å kombinere de ulike programfilreferansene i hovedprogrammet ditt.
• 4) Laster – For å laste inn filer fra din sekundære lagringsenhet, som en harddisk, flash-stasjon eller CD, til RAM for kjøring. Lastingen skjer automatisk når du kjører koden din.
• 5) Utførelse – Faktisk utførelse av koden, som håndteres av operativsystemet og prosessoren din.

Med denne bakgrunnen, se følgende video og lær den interne JVM-funksjonen og arkitekturen til JVM (Java virtuell maskin).

Klikk her. hvis videoen ikke er tilgjengelig

C-kode kompilering og utførelsesprosess

For å forstå Java kompileringsprosessen, la oss først ta en rask titt på kompilerings- og koblingsprosessen i C.

Anta at du i hovedfunksjonen har kalt to funksjoner, f1 og f2. Hovedfunksjonen er lagret i filen a1.c.

Funksjonen f1 er lagret i en fil a2.c.

Funksjonen f2 er lagret i en fil a3.c.

Alle disse filene, dvs. a1.c, a2.c og a3.c, mates til kompilatoren, hvis utdata er de tilsvarende objektfilene, som er maskinkoden.

Neste steg er å integrere alle disse objektfilene til én enkelt .exe-fil ved hjelp av en linker. Linkeren vil slå sammen alle disse filene og produsere .exe-filen.

Under programkjøringen vil et lasteprogram laste inn en .exe-fil. RAM for henrettelse.

Java kode kompilering og utførelse i Java VM

La oss nå se på prosessen for JavaI hovedsak har du to metoder, f1 og f2.

• Hovedmetoden er lagret i filen a1.java
• f1 er lagret i en fil som a2.java
• f2 er lagret i en fil som a3.java

Kompilatoren vil kompilere de tre filene og produsere tre tilsvarende .class-filer, som består av BYTE-kode. I motsetning til C, gjøres ingen lenking.

Ocuco Java VM, gull Java Virtuell maskin, ligger på RAM-minnet. Under kjøring, ved hjelp av klasselasteren, blir klassefilene hentet inn i RAM-minnet. BYTE-koden verifiseres for eventuelle sikkerhetsbrudd.

Deretter vil utførelsesmotoren konvertere bytekoden til innebygd maskinkode. Dette er just-in-time-kompilering. Det er en av hovedgrunnene til at Java er forholdsvis treg.

NOTAT: JIT, eller Just-in-time-kompilatoren, er en del av Java Virtuell maskin (JVM). Den tolker deler av bytekoden som har lignende funksjonalitet samtidig.

Hvorfor er Java både tolket og kompilert språk?

Programmerings språk er klassifisert som:

• Høyere nivå språk, f.eks. C++, Java
• Mellomnivåspråk, f.eks. C
• Lavnivåspråk, f.eks. Assembly
• Til slutt, det laveste nivået som maskinspråk

A kompilatoren er et program som konverterer et program fra ett språknivå til et annet. For eksempel konverteringen av et C++ program inn i maskinkode. Det Java kompilatoren konverterer høynivå Java kode til bytekode (som også er en type maskinkode).

An tolk er et program som konverterer et program på ett nivå til et annet programmeringsspråk på samme nivåFor eksempel konverteringen av en Java program inn C++.

In Java, konverterer Just-In-Time-kodegeneratoren bytekoden til den opprinnelige maskinkoden, som er på samme programmeringsnivåer. Derfor, Java er både et kompilert og et tolket språk.

Hvorfor er Java langsom?

De to hovedårsakene bak tregheten til Java er:

1. Dynamisk kobling: I motsetning til C, gjøres koblingen ved kjøretid, hver gang programmet kjøres inn Java.
2. Kjøretidstolk: Konverteringen av bytekode til innebygd maskinkode gjøres ved kjøretid Java, noe som reduserer hastigheten ytterligere.

Imidlertid er de nyeste versjonene av Java har i stor grad adressert disse ytelsesflaskehalsene.

Spørsmål og svar