一、什么是字节码

字节码（Byte-code）是一种包含执行程序、由一序列 op 代码（操作码）/数据对组成的二进制文件。字节码是一种中间码，它比机器码更抽象，需要直译器转译后才能成为机器码的中间代码。它经常被看作是包含一个执行程序的二进制文件，更像一个对象模型。.class文件，存储的就是字节码。因为是属于特殊格式（不要考虑给人看懂，只面向虚拟机），所以一般打开.class文件看上去是乱码，但对于机器来说是格式明朗的。

字节码：Java源代码经过虚拟机编译器编译后产生的文件（即扩展为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。

java字节码是指，java虚拟机（JVM）编译出的字节码。统称为字节码。字节码的存在，实现了 jvm 和编程语言的解耦，jvm 并不是 java 语言的专属，非java语言也可以运行在jvm之上，并可将其对应的源程序编译成字节码。严格地说并不能把 “字节码” 称为 “java字节码”, 字节码和java没有必然联系。JVM 上承开发语言，下接操作系统，它的中间接口就是字节码。每个平台（不同操作系统）的机器码都不同。java虚拟机实现了对所有不同机器环境的适配，即将所有机器的不同机器码规则做了一个统一的接口（适配器）—— 不同机器装入jvm，接收其他机器发送的字节码后，字节码在jvm上直接运行，以适配不同机器环境的差异。

如果纯粹为了跨平台，其实根本不需要jvm，直接把源码打包就行了。到了不同平台，在运行时直接把源码进行编译就OK了。但这种从源码开始的编译，速度非常慢。因此，出于性能的考虑，先将源码做一些预处理，处理为字节码，来减轻运行前的编译的性能开销。所以不要理解为有jvm才能跨平台。jvm是为了更好的跨平台。

二、采用字节码好处

采用字节码的好处：
Java语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以Java程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不专对一种特定的机器，因此，Java程序无须重新编译便可在多种不同的计算机上运行。

三、java中的编译器和解释器

Java中引入了虚拟机的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码（即扩展为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行，这就是上面提到的Java的特点的编译与解释并存的解释。

Java源代码---->编译器---->jvm可执行的Java字节码(即虚拟指令)---->jvm---->jvm中解释器----->机器可执行的二进制机器码---->程序运行。

在最早的 java发布时，执行引擎原理：解析字节码指令，转换为调用对应的 c语言函数实现。例如： if(opcode等于xx001) { add(a,b); } , xx001是字节码指令，add(a,b) 是c语言实现的函数。
后来由于直接翻译为c语言再去执行效率太低，为了提高执行效率，干脆直接将字节码指令翻译为机器码（不经过c了），然后将pc寄存器指向那块临时生成的机器码内存区域起始地址，交给cpu执行，在c语言里使用函数指针可以实现这个目标（在c语言里可以实现直接执行汇编代码或者机器码）。
再后来出现优化热点代码的技术，比如 for 循环这种场景，我干脆把第一次for循环里面的指令生成的机器码缓存起来，重复利用，不用每次分配内存生成重复机器码，回收内存了。

四、如何运行字节码？

当源代码转化为字节码之后，其实要运行程序，有两种选择。一种是 使用 Java 解释器解释执行字节码，另一种则是 使用 JIT 编译器将字节码转化为本地机器代码。

这两种方式的区别:

前者启动速度快但运行速度慢，而后者启动速度慢但运行速度快。

至于为什么会这样，其原因很简单。因为解释器不需要像 JIT 编译器一样，将所有字节码都转化为机器码，自然就少去了优化的时间。而当 JIT 编译器完成第一次编译后，其会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。而我们知道，机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。所以在实际情况中，为了运行速度以及效率，我们通常采用两者相结合的方式进行 Java 代码的编译执行。

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