语言发展过程

先来看看编程语言是如何一步步发展的

• 机器码
  最开始是机器码，就是机器能够认识的语言

• 指令
  由于机器码是由0和1组成的二进制序列，可读性实在太差，于是人们发明了指令。
  指令就是把机器码中特定的0和1序列，简化成对应的指令，可读性稍好
  由于不同的硬件平台，执行同一个操作，对应的机器码可能不同，所以不同的硬件平台的同一种指令（比如mov），对应的机器码也可能不同。
  指令集
  不同的硬件平台支持的指令是有差别的。因此每个平台所支持的指令，称之为对应平台的指令集。
  如常见的

  • x86指令集，对应的是x86架构的平台
  • ARM指令集，对应的是ARM架构的平台

• 汇编语言
  由于指令的可读性还是太差，于是人们又发明了汇编语言。
  用汇编语言编写的程序需要翻译成指令码，计算机才能识别和执行。

• 高级语言
  为了使编写代码更容易些，后来就出现了各种高级计算机语言。
  高级语言也不是直接翻译成 机器指令，而是翻译成汇编语言，然后经过汇编过程变成机器语言
  

Java虚拟机

什么是java虚拟机？

Java虚拟机负责将java源文件编译成字节码文件，然后再通过解释+编译的方式转换为机器码，字节码文件使得java代码可以在不同的操作系统上运行，可以一次编译到处运行。

Java虚拟机有哪些特点？

• 跨平台：一次编译，到处运行
• 语言无关：不止可以运行java语言，所有可以编译成字节码文件的语言都可以
• 自动垃圾回收，这个是java程序员的福音，相比写c++时，写java真的幸福太多了~

JVM内存模型

先对JVM内存模型有个整体的概念，下面再详细讲解java代码是如何度过自己一生的

运行时数据区图解：

java代码的一生

先看编译期和运行期的概念

编译期：java源程序—字节码

在编译期，Java编译器会把Java代码编译成字节码文件
这期间编译期并没有把代码放在内存中运行起来，而只是做了一些翻译，检查错误，泛型擦除(所以java是伪泛型，c++才是真泛型)等工作。

流程图如下所示：

运行期:Java字节码——机器码——运行

运行期是指：把编译后的字节码文件由执行引擎翻译成机器码，然后交给计算机执行，直到程序运行结束的整个流程。

从jvm加载字节码文件，使用，然后到最后的卸载过程，都是属于运行期的范畴。

类加载过程由类加载器完成，加载完成之后就是初始化(堆栈方法区)和使用(执行引擎将字节码文件解释+编译成机器码交给计算机真正执行)阶段，使用完成之后卸载(垃圾回收)

如何做到 “一次编译，到处运行”(即平台无关)

比喻： Java程序比做“汉语”的话，字节码就相当于“世界语”(实际不存在但是理解就行)，世界语不和具体的“国家”关联，只要这个“国家”提供了“翻译”(JVM)，就可以快速地把世界语翻译成本地语言(机器码)。

看了这个比喻应该能大概明白了吧，其实说白了就是java源程序经过编译器编译产生一种与平台无关的二进制的字节码文件，这个字节码文件可以在不同的平台运行。

jvm居然能编译这么多语言

那你有没有想过，既然jvm这么强大，能帮我们屏蔽os之间的差异，为什么不直接将java源代码翻译成机器码，而要在中间加一个字节码呢？
这是因为jvm的格局比我们以为的要大，它不仅想编译java代码，还想编译更多的代码，jvm提供一个字节码作为标准，只要是按照这个标准设计的语言，我都可以编译。

所以说，jvm根本不关心运行的程序是何种编程语言编写的，它只关心“字节码”文件。
只要一种语言可以转换成符合要求的字节码文件，就能够被虚拟机所识别并装载运行。

Java语言是编译型语言还是解释型语言？

jvm说：我都要！
先解释下什么是编译型语言和解释型语言：

1. 编译型语言：将源代码一次全部转换成机器码的过程，类似全文翻译
   优点：优化更充分，程序运行时速度更快，但是编译过程本身比较慢。
2. 解释型语言：将源代码逐条转换成机器码同时逐条运行的过程，类似同声传译
   优点：当程序启动后，解释器可以马上发挥作用，不用像编译那样需要等，所以比编译语言要更快的执行，注意是更快的执行，而实际的运行速度要慢一些
   缺点：优化不够充分，整体的运行速度也要慢一些。

Java语言是半解释半编译的语言，综合了解释执行和即时编译两者的优点。
实际工作过程如下：
当Java虚拟器启动时，解释器首先发挥作用，随着时间的推移，编译器编译好了之后开始发挥作用，将其中反复执行的热点代码，以方法为单位进行编译，获得更高的执行效率

之所以可以提升编译效率，是建立在程序符合二八定律的假设上，也就是20%代码占据了80%的计算资源。

• 对于大部分的不常用代码，我们无需耗费时间将其编译成机器码，可以采用解释执行的方式运行；
• 另一方面，对于小部分的热点代码，我们则可以将其编译成机器码，以达到理想的运行速度。

流程图：

流程图如下所示