【Java核心面试题-1】谈谈对Java平台的理解 & Java的运行机制，java-1

【Java核心面试题-1】谈谈对Java平台的理解 & Java的运行机制，java-1

目录

一、Java的发展过程

二、Java的主要特性

（1）最显著的特性有两个方面：

（2）Java的其他特性：

三、Java的两大主要模块

四、Java运行机制（一次编码，一次解析，两次编译）和优化技术

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一、Java的发展过程

从JDK5开始，JDK5（重写Bug）、JDK6（商用最稳定版本）、JDK7（switch的字符串支持）、JDK8（函数式编程）

 

二、Java的主要特性

Java本身是一种面向对象的语言，

（1）最显著的特性有两个方面：

（1）write once，run anywhere 即“书写一次，到处运行”，说的是java语言的跨平台性

（2）垃圾收集机制GC，Garbage Collection；GC自动回收分配内存，大部分情况下，程序员不需要自己操心内存的分配和回收。

（2）Java的其他特性：

（1）java面向对象三大特性：封装、继承和多态

（2）平台无关性，核心是JVM运行.class文件

（3）java语言新特性：泛型和Lambda等

（4）基础类库：集合、IO/NIO、网络、并发（J.U.C并发包）、安全等基础类库

（5）Java的类加载器，常用版本如JDK8内嵌的Class-Loader，例如Bootstrap、Application和Extension Class-loader都是我们常用的类加载器，还有自定义的Class-Loader等。

（6）Java的类加载机制，大致过程是：加载、验证、链接、初始化（参考《深入理解Java虚拟机》）

（7）常用的GC垃圾收集器：SerialGC、Parallel GC、CMS、G1等

（8）JVM的内存模型：堆、栈、方法区等

 

三、Java的两大主要模块

（1）JRE（Java Runtime Environment）：Java运行环境，关键在于运行编译好的java程序

         包括：JVM、java核心类库、一些其他模块

ps：JVM主要有三种，JVM for Windows、Linux、Unix，分别对应三种操作系统的JVM

（2）JDK（Java Development Kit）：Java开发工具包，关键在于开发和编译java程序

         包括：JRE、javac编译器、诊断工具、java基础类库

ps：JDK可以看做是JRE的一个超集，提供了更多工具；java的常用类库有11个jar包和各种扩展类，其中java.lang和java.until是最常用的类库；附上两篇相关文章如下

 Java基础类库简介

JDK、JRE、JVM三者间的关系

ps：类库（Library）：一堆jar包的集合

       jar包：一堆类的集合

ps：补充一下API的概念

API（Application Programming Interface）：应用编程接口，是为了实现特定功能所预先写好并封装的类，这样我们需要实现某种功能时，直接调用API即可，而不再需要去理会功能类的内在逻辑，方便工作。

注意这个接口指的是两个软件之间连接的接口，意指两个不同软件可以通过API连接起来，与java中接口类Interface不是一个概念！

 

四、Java运行机制（一次编码，一次解析，两次编译）和优化技术

Java是解释执行，这种说法对吗？

其实这个说法不太准确，Java代码从编译到运行的过程是这样的：

（1）开发期，编码阶段，编写Java源码

（2）编译期—Javac第一次编译，通过Javac编译器编译成.class文件（字节码文件），

（3）编译期—JVM解析，通过JVM内嵌的解释器（类加载器）解析.class文件

（4）编译期—JVM第二次编译，

         ① JIT编译器（即时编译器），把经常运行的代码作为热点代码，编译成与平台相关的机器码，并进行各种层次优化

         ② AOT编译器，直接将所有代码编译成平台相关的机器码

（5）运行期，运行机器码文件

Java优化技术：JIT和AOT，若JVM加载.Class文件后，直接解释执行，势必会影响效率；JVM提供了两种编译器，用于编译执行：

JIT优化技术，将常用的代码编译成机器码

AOT优化技术，在运行前，通过工具直接将字节码转换成机器码

这个过程看起来是解释执行，但忽略了一种情况，比如我们大多数情况下使用的JVM，都提供了JIT（Just-In-Time）编译器，也就是动态编译器，JIT能在运行时将热点代码编译成机器码，所以这种情况下部分热点代码就属于编译执行，而不是解释执行。

所以目前主流的JDK8版本，Java执行模式其实是解释-编译的混合模式（-Xmixed）

ps：通过这个Java的运行过程可以看出，实现Write once，Run anywhere的两大核心：.Class字节码文件和不同系统JVM对应的解释器，Java语言可以跨平台，本质是不同平台都有可以让Java语言运行的JVM环境。