java程序执行的底层原理

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需要了解的概念：

内存储器：

计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

CPU：

也称处理器，cpu有着处理指令、执行操作、控制时间、处理数据四大作用。

寄存器：

寄存器是CPU内部的临时存储器，访问速度要比内存快很多很多

执行过程

首先放入内存：一般的执行程序，是先放入到内存储器中的。

然后放入CPU寄存器：程序执行的时候会先将执行程序也就是指令放入到寄存器

最后：CPU会去寄存器里面取执行并且执行指令

解释： CPU其实是一个被动的状态机而已，寄存器是一系列电容组成的，指令也好，数据也好，所谓的“放进去”其实都只是改变了相应寄存器的电容器的电平而已，然后电平的改变会使cpu做出不同的反应，这也就是所谓的指令执行。

内存也是电容，只不过是周期刷新性的，通过总线与cpu连接，寻址机制不一样，所以访问速度慢很多很多。他们的共同点是都是易失性存储器，也就是会掉电丢失。

执行过程总结：

我们只要知道，寄存器是CPU内部的，比内存快，但很少，程序实体是加载到内存中然后再执行的，执行的过程中会用到寄存器，这就够了。

java的跨平台：

这个要先从指令集说起：

CPU是一个状态机，并且是一个有限状态机，也就是说CPU能执行的指令其实是有限种类的，比方说加法指令，减法指令，移位指令，比较指令，访存指令等等等等，然而，根据CPU的不同架构，这些指令是不一样的，而一个CPU能够执行的所有指令，就是这个CPU的“指令集”。我们还要知道，指令集是芯片厂商制定的协议，然后他们去遵守协议设计和生产CPU，而软件开发者也根据这个协议去开发程序，比方说inter的IA32，amd64，还有ARM所遵守的精简指令集。

java开发与指令集：

我们的开发不用考虑指令集是因为有编译器，我们的程序不是直接跑在CPU上的，而是由java的解释器解释执行，也就是JVM，而JVM才是跑在虚拟机上的。

jre本身也是一个程序，它是跑在CPU上的，这个程序的功能是解释java程序的文本，然后根据java程序做出不同的操作。 jre在不同架构上有不同的版本，比如在手机上和电脑上的jre是不能通用的，它们是用不同的编译器编译的。但是写jre的C源码是一样的，只是用不同的编译器生成了不同平台的版本，所以他们做的事情是一样的，都是解释java源码。所以，总得来说，在不同机器上，需要根据机器的指令集安装不同版本的jre，但是对于我们来讲，这个不同机器上的jre的功能完全一样，都是jre，所以都可以跑java源码。

转载于:https://my.oschina.net/niuruijing/blog/1505421

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