二、Java程序的运行机制

        Java语言是一种特殊的高级语言，它既具有解释型语言的特征，也具有编译型语言的特征，因为Java的程序需要进行先编译，后解释两个步骤。

        1、高级语言的运行机制

       计算机高级语言按程序的执行方式可以分为编译型和解释型两种。

       编译型语言是指使用专门的编译器，是针对特定平台将某种高级语言源代码一次性“翻译”成可被该平台硬件执行的机器码，并包装成该平台所能识别的可执行性程序的格式，这个转换的过程称为编译。编译生成的可执行程序可以脱离开发环境，在特定的平台上独立运行，而且运行的效率相对较高；但是因为编译型语言的程序被翻译成特定平台的机器码，需要针对平台进行修改。现有的C、C++、Object-C、Swift、Kotlin等高级语言都属于编译型语言。

       解释型语言是指使用专门的解释器对源程序逐行进行解释成特定平台的机器码并立即执行的语言。解释型语言通常不会进行整体性的编译和链接处理，解释性语言相当于把编译型语言中的编译和解释过程结合在一起同时完成。可以认为，每次执行解释型语言都需要进行一次编译，因此解释性语言的程序运行效率较低，而且不能脱离解释器独立运行。但是解释型语言有一个优势：跨平台比较容易，只需提供特定平台的解释器即可，每个特定平台上的解释器负责将源程序解释成特定平台的机器指令即可。解释型语言可以方便地实现源程序级的移植，但是是以降低程序的执行效率为代价的。现有的JavaScript、Rubby、Python等语言都是解释型语言。

       除此之外，还有一种伪编译型语言，如Visual Basic，它属于半编译型语言，但并不是真正的编译型语言。从表面上看来，Visual Basic可以编译成可执行的EXE文件，而且这个EXE文件也可以脱离开发环境，在特定的平台上运行，非常像编译型语言。实际上，在这个EXE文件中，既有程序的启动代码，也有链接程序的代码，而这部分代码负责启动Visual Basic的解释程序，再对Visual Basic代码进行解释并执行。

      2、Java程序的运行机制和JVM

       Java语言里负责解释执行字节码文件的是Java虚拟机，即JVM(Java Virtual Machine)。JVM是可运行Java字节码文件的虚拟计算机。所有平台上的JVM向编译器提供相同的编程接口，而编译器只需面向虚拟机，生成虚拟机可以理解的代码，然后由虚拟机来解释执行。在一些虚拟机中，还会将虚拟机代码转换成特定系统的机器码来执行，从而提高执行效率。

       JVM是一个抽象的计算机，和实际的计算机一样，它具有指令集并使用不同的存储区域。它负责执行指令，还要管理数据、内存和寄存器。JVM的作用很容易理解，就像两支不同的笔，但需要把同一个笔帽套在两支不同的笔上，只有为这两支笔分别提供一个转换器，这个转换器向上的接口相同，用于适应同一个笔帽；向下的接口不同，用于适应不同的笔。在这个例子中，可以近视的理解为两支不同的笔就是不同的操作系统，而同一个笔帽就是Java字节码程序，转换器的角色则对应JVM。类似地，也可以认为JVM分为向上和向下两个部分，所有平台上的JVM向上提供给Java字节码程序的接口完全相同，但向下适应不同平台的接口则互不相同。

        Oracle公司制定的Java虚拟机规范在技术上规定了JVM的统一标准，并会随着JDK的发布提供一个官方的JVM实现，但实际上不少商业公司也会提供商业级的JVM实现。比如原来的IBM JVM等。