歷史，JVM，JRE，JDK

来源:https://www.cnblogs.com/yuyingli/archive/2022/03/25/16009847.html
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歷史 1990年，美國Sun公司的“Stealth計劃”（後來改名為“Green計劃”）目標設置在家用電器等小型系統的程式語言，準備應用在電視機、電話、鬧鐘、烤麵包機等家用電器的控制和通信 1996年5月23日，JDK1.0開始發行（前期Java的版本只有兩個） 2005年6月，Java One大會 ...


歷史

1990年，美國Sun公司的“Stealth計劃”（後來改名為“Green計劃”）目標設置在家用電器等小型系統的程式語言，準備應用在電視機、電話、鬧鐘、烤麵包機等家用電器的控制和通信

1996年5月23日，JDK1.0開始發行（前期Java的版本只有兩個）

2005年6月，Java One大會中，J2SE正式更名為JavaSE（其餘二者也更名）

2009年4月20日，Oracle（甲骨文）公司以74億美元價格收購Sun公司

註：

JavaSE開發和部署在桌面、伺服器、嵌入式環境、實時環境；支持Javaweb服務開發的類；併為JavaEE，JavaME提供基礎，其中包含Java的核心應用編程介面API（Application Programming Interface）

JavaEE開發和部署在伺服器端Java應用程式；提供web服務、組件模型、管理和通信API；可以實現企業級的面向服務體繫結構（SOA）、web2.0應用程式

JavaME為移動設備、嵌入式設備（手機、PDA、電視機頂盒、印表機）上運行的應用程式提供環境；其中包括用戶界面、安全模型、內置的網路協議、對動態下載的連網和離線應用程式的豐富支持

JVM

包含Java編譯器和Java解釋器（Java解釋器只是一個基於JVM平臺的程式，所以它不能單獨執行，必須依賴於JVM）

一、Java虛擬機，是軟體模擬的電腦，JVM的機器碼（部分常用的代碼，電腦的CPU可直接解讀的數據，即0（假）、1（真））保存在.class中

註：

位元組碼：與平臺無關的二進位碼，不面向特定的處理器，只面向虛擬機

位元組碼文件：Java源代碼經過編譯器編譯後產生的文件（擴展名為.class的文件）

　　在一定程度上解決瞭解釋性語言執行效率低的問題，保留瞭解釋性語言可移植的特點

　　Java程式運行高效的原因（可以在任何具有JVM的電腦或者電子設備上運行，且不同的平臺有適合自己平臺的虛擬機，即“一次編譯，多次運行”）

二、Java解釋器負責將位元組碼解釋為機器碼進行運行

1.編譯與解釋並存的解釋（Java的特點）：

  • Java源文件經過Java編譯器（Javac.exe）編譯以後形成JVM可運行的位元組碼（.class）文件
  • 運行Java解釋器（Java.exe）即可將JVM上運行的目標代碼（位元組碼，即.class文件）解釋成為具體平臺的機器碼，也就可以運行該Java程式
  • 由以上可知，任何一臺機器只要配備了Java解釋器，就可以跨平臺運行這個程式，不管這種位元組碼是在何種平臺上生成的

2.  .Java（源文件）---編譯--->.class（位元組碼文件）

（1）、代碼執行先後順序：

  • 父類的靜態變數和靜態塊賦值（按照聲明順序）
  • 自身的靜態變數和靜態塊賦值（按照聲明順序）
  • main方法
  • 父類的成員變數和塊賦值（按照聲明順序）
  • 父類構造器賦值
  • 自身成員變數和塊賦值（按照聲明順序）
  • 自身構造器賦值
  • 靜態方法，實例方法只有在調用的時候才會去執行

（2）、靜態方法，實例方法只有在調用的時候才會去執行

（3）、當靜態載入中遇到需要載入非靜態的情況： 先載入非靜態再載入靜態（因為非靜態可以訪問靜態，而靜態不能訪問非靜態）

（4）、靜態代碼塊不能存在任何方法體中

（5）、靜態代碼塊在類載入的時候就要運行

（6）、靜態代碼塊不能訪問普通變數

（7）、普通變數只能通過對象來調用，是不能放在靜態代碼塊中的

（8）、普通方法是通過載入類，然後new出實例化對象；通過對象運行這個方法

（9）、在類載入的時候，靜態方法也已經載入了；但必須要通過類名或者對象名才能訪問（相比於靜態代碼塊，靜態代碼塊是主動運行的，而靜態方法是被動運行的）

三、代碼安全性檢查機制

1.載入代碼：類載入器

2.檢查代碼：位元組碼檢驗器：4遍檢查後未出現報錯後保護

  • 類符合JVM規範的類文件格式
  • 無訪問限制違例
  • 代碼未引起操作棧上溢或下溢
  • 所有操作代碼的參數類型將總是正確
  • 無非法數據轉換髮生
  • 對象域訪問是合法的

3.執行代碼：運行時的解釋器（採用沙箱模式：Java程式的的代碼和數據都限制在一定記憶體空間里執行，不允許程式訪問該記憶體外的記憶體；（Applet程式：還不允許程式訪問客戶端機器的文件系統）

JRE

JRE（Java Runtime Environment，即Java運行環境），是運行JAVA程式所必須的環境的集合，包含JVM標準實現、Java核心類庫（API）及支持文件，但不包含開發工具(編譯器、調試器等)

JDK

JDK(Java Development Kit) 是Java 程式開發的工具包，即Java的SDK（Software Development Kit）

JavaSDK：中文意思是“軟體開發包”，是廠商提供的集成封裝的庫（library）

輔助開發某一類軟體的相關文檔、範例和工具的集合都可以叫做“SDK”

可以認為JDK只是SDK的一種(子集)，因為JDK是開發Java程式的一個平臺，開發其他程式的SDK可以沒有JDK（如下載了一個軟體開發平臺 eclipse-SDK-3.2.2-win32.zip，它本身裡面是沒有JDK的，但是只要開發Java程式就必須使用JDK）

JDK 是整個Java的核心，包括了Java的開發環境和運行環境（Java Runtime Envirnment）以及一堆Java工具（tools.jar）和Java基礎的類庫(rt.jar) 等

JDK=開發工具 +JRE=API（核心類庫）+JVM

一、.官網下載地址：Java Downloads | Oracle

註：

JDK和JRE不能放在同一個目錄下（JDK中含有JRE）

安裝JDK會自動安裝專屬JRE，所以不需要額外安裝獨立JRE（即取消“公共JRE”），同時不需要單獨安裝獨立JRE

二、安裝後的目錄結構：

1、JDK和JER

（1）區別：JDK是開發工具包，用來開發Java程式，是面對Java的程式開發人員；JRE是是運行環境，面向的是Java程式的使用者（也就是說，要使用Java開發程式，則必須安裝JDK，只想運行Java程式，那隻需安裝JRE

（2）聯繫：參考Java源文件的編譯和執行過程

2、JDK安裝目錄及其子目錄分析

（1）、如：JDK根目錄為：C:\Program Files\java\jdk1.6.0_16（下麵以Jdk代替）

介紹相關目錄：

  • jdk：jdk根目錄，包含版權、許可及 README 文件以及Java核心平臺API的源文件歸檔（src.zip）
  • ---Jdk\bin：jdk開發工具可執行文件目錄，裡面包含有Javac.exe（編譯器）、Java.exe等可執行程式
  • ---Jdk\lib：jdk開發工具使用的類庫目錄，主要包括tools.Jar和dt.Jar
  • ---Jdk\Jre：jdk開發工具所使用的Java運行時環境的根目錄，除了文檔外，它與可部署的JRE完全相同
  • ---Jdk\demo：jdk自帶的一些例子，含有源代碼的程式示例
  • ---Jdk\include：c的頭文件，用與支持native-code庫使用jvm Debugger介面 
  • ---Jdk\src.zip：jdk所提供的的類庫的源代碼文件

註：tar.exe（打包器）

（2）、jdk\jre\下的一些子目錄：

  •  jdk\jre\：Java運行環境存放目錄
  • ---jdk\jre\bin：jre執行文件及DLL庫，可執行文件與jdk\bin相同，不必將該目錄放在PATH環境變數中
  • ---jdk\jre\bin\client：Java client VM and DLL
  • ---jdk\jre\bin\server：Java servlet VM and DLL
  • ---jdk\jre\lib： Java程式運行時環境使用的代碼庫、屬性設置和資源文件，主要包括：
  • 　　* rt.jar：系統引導庫（構成Java平臺核心API的RunTime 類）
  • 　　* charsets.jar：字元轉換類及其它與國際化和本地化有關的類
  • ---jdk\jre\lib\ext：Java平臺擴展類庫的預設安裝目錄。例如JavaHelp jar 就可以放在此目錄下
  • ---jdk\jre\lib\security：包含用於安全管理的文件。這些文件包括安全策略 (Java.policy) 和安全屬性 (Java.security) 文件
  • ---jdk\jre\lib\applet：對applet支持的一些資源文件
  • ---jdk\jre\lib\fonts：TrueType 字體文件

3、Java目錄中存在兩個Jre目錄以及三個lib目錄

（1）、兩個Jre目錄，分別為：

  • C:\Program Files\Java\jre6：可部署的JRE，執行Java程式
  • C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_16\jre：jdk中自帶並使用的JRE，開發Java程式

總體來說，兩個JRE文件夾內容基本相同，區別主要體現在工作職責上，也就是不同的JRE負責不同的工作範圍

如：使用Javac.exe來編譯Java程式時，系統會優先使用jdk\bin下的可執行文件，使用的運行環境也是jdk下的Jre

（2）、三個lib目錄，分別為：

  • C:\Program Files\Java\jre6\lib：jre下的，只是運行Java程式的jar包，是為JVM運行時候用的，包括所有的標準類庫和擴展類等
  • C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_16\lib：jdk下的，包括Java開發環境的jar包，是給JDK用的，例如JDK下有一些工具，可能要用該目錄中的文件。比如編譯器等
  • C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_16\jre\lib：jdk\jre下的，是開發環境中運行時需要的Jar包。最典型的是導入的外部驅動Jar包。因為編譯時，系統找的是Jdk下的Jre，而不是最外層的Jre

三、環境配置：

1.設置——高級系統設置——環境變數——系統變數

(1)path

配置作用：

  • 讓系統在Path中自動找到Javac.exe文件，將編寫好的.Java文件進行編譯
  • 方便在自定義的代碼文件夾路徑（.Java文件所在路徑）下使用“Javac  *.Java”命令（將.Java文件編譯成.class文件)
  • 　　Javac.exe文件放置在jdk\bin文件夾內
  • 當我們要運行Java程式時，需要編譯（使用Javac.exe）和執行（使用Java.exe）,系統預設的是在當前程式所在的文件夾目錄下去尋找這兩個執行文件，不會去其他地方找
  • 　　此時就需要配置Path環境變數，使每次程式運行自動到安裝JDK的bin目錄下去搜索Javac.exe和Java.exe文件

註：

JDK裝好後的兩個重要執行文件Javac.exe(代碼編譯文件)和Java.exe(代碼執行文件)存在於所裝的JDK的bin目錄下，而我們寫的Java或者跑別人的程式一般是放在一個新的目錄，主要是方便管理，如果都放在這裡，會很混亂，而且編譯還有class文件生成

在DOS命令行（“win+R”，輸入“cmd”進入）輸入相關應用程式名字，系統會自動在當前路徑和Path路徑中去尋找與之對應的.exe和.bat文件

　　找不到會報錯“*不是內部或外部命令，也不是可運行的程式或批處理文件。”

變數值：

  • Windows
  • 　　將安裝的jdk\bin文件夾配置在Path中
  • Linux，UNIX，Solaris，FreeBSD
  • 　　環境變數PATH設定為指向Java二進位文件安裝的位置（設置遇到困難，請參考shell文檔）
  • 如：使用bash作為shell，把下麵的內容添加到 .bashrc文件結尾: export PATH=/path/to/Java:$PATH
  • 找到最開始介紹的Javac.exe和Java.exe所在的目錄複製到這裡即可

(2)classpath

  • 不配置時預設是當前文件夾，配置的方式不同，產生的效果不同
  • 變數值：
  • 1.          E:\nihao           ： 虛擬機在E:\nihao目錄下尋找.class文件，找不到報錯；
  • 2.          E:\nihao;           ：虛擬機先尋找E:\nihao路徑下的.class文件，找到就運行，找不到就找當前所在的路徑；
  • 3.          .;E:\nihao           ：虛擬機先尋找當前所在的路徑下的.class文件,找到就運行，找不到找E:\nihao路徑下的.class文件
  • 使用1.5以上版本的JDK，不用設置CLASSPATH環境變數，也可以正常編譯和運行Java程式
  • 賦值的路徑有三個，以分號為間隔隔開
  • 第一個英文的句號表示當前目錄路徑
  • 第二個目錄為lib庫中的tools工具包路徑
  • 第三個為lib庫中的dt包路徑
  • 因為有時候會自己編寫一些包或類，所以把第一個當前路徑加上最好，以免以後出錯難找bug
  • classpath（CLASSPATH）路徑是Java虛擬機（JVM）調用.class文件時尋找的路徑
  • CLASSPATH顧名思義為包路徑，即告訴Java在執行的時候，去哪裡找到需要的包和類供程式使用,所以配置時應把包的路徑賦值給CLASSPATH

(3)JAVA_HOME：

  • JDK安裝路徑
  • 有一些基於 Java 開發的工具會用到JDK的路徑，比如 tomcat,eclipse，所以配置JDK的路徑給JAVA_HOME

3.安裝後查詢

  • Java -version：JDK版本號
  • Javac：Java語言編程編譯器，path配置
  • Java

4.使用DOS運行Java代碼

  • Javac---空格---HelloWorld.Java
  • 　　源程式文件所在目錄會產生一個HelloWorld.class的位元組碼文件，這是編譯後的文件
  • Java---空格---HelloWorld
  • 遇到編碼問題，使用 -encoding 選項設置 utf-8 來編譯：
  • 　　Javac -encoding UTF-8 HelloWorld.Java 

四、版本

1.Oracle JDK版本，三年一發，並不是完全開源的，不會為即將發佈的版本提供長期支持，用戶每次都要通過更新到最新版本獲得支持來獲取最新版本

　　據二進位代碼許可協議獲得許可，更穩定，有更多的類和一些錯誤修複，在響應性和JVM性能方面更好

2.Open JDK版本，三個月一發，完全開源，是一個參考模型

　　據GPL v2許可獲得許可


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