Java 跨平台原理

前言

与 C/C++ 不同，Java 规范中没有“依赖具体实现”的地方，基本数据类型大小以及有关算法都做了明确的说明。例如，Java 中 int 类型永远为 32 位整数，而 C/C++ 中 int 的类型大小有可能是16位，32位，也可能与编译器的设置有关。在java中，数据类型具有固定的大小，从而具有很好的可移植性。

C/C++ 中 int 的类型大小在不同的环境存在不一，有这几方面原因：

1. C/C++规定int字长和机器字长相同；
2. 操作系统字长和机器字长未必一致；
3. 编译器根据操作系统字长来定义int字长。

因此我们可以得知，在一些没有操作系统的嵌入式计算机系统上，int 的长度与处理器字长一致；
有操作系统时，操作系统的字长与处理器的字长不一定一致，此时编译器根据操作系统的字长来定义 int 字长。

Java 跨平台的实现原理

什么是平台

所谓的平台，就是 CPU 和操作系统的结合体。

市面上 CPU 的种类很多，不同公司生产的 CPU 支持相同或不同的指令集。指令集就是 CPU 用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合。

操作系统是充当用户和计算机之间交互的界面软件，不同的操作系统支持不同的 CPU，严格意义上说是不同的操作系统支持不同 CPU 的指令集。例如 Windows 和 Liunx都支持 Intel 和 AMD 的复杂指令集（CISC），但并不支持精简指令集（RISC）。

总之，开发程序，首先要确定该程序在什么 CPU 上运行，也就是要知道CPU 所使用的指令集，其次要确定操作系统。

实现机制

那 Java 如何实现开发语言跨平台呢？

Java首先利用文本编辑器编写 Java 源程序，源文件的后缀名为 .java；
再利用编译器（javac）将源程序编译成后缀名为 .class 的字节码文件；
最后利用虚拟机（解释器，java）解释执行。

下图是Java实现跨平台的机制。

Java的跨平台原理可以使用八个字修饰：一次编译，到处运行。

但是需要注意的是，Java 的跨平台性是需要该平台支持并安装相应的虚拟机，才可以在该平台上运行！！

如果该平台不知识 Java 虚拟机，则不能运行！

注意

• 编译的结果不是生成机器码，而是生成字节码，字节码不能直接运行，必须通过 JVM 翻译成机器码才能运行。
• 不同平台下编译生成的字节码是一样的，但是由 JVM 翻译成的机器码却不一样。
• 跨平台的是 Java 程序，不是 JVM。
• JVM 是用 C/C++ 开发的，与各个平台是相关的。
• JVM 编译后的机器码是不能跨平台的。

与 C/C++ 对比

C/C++ 语言的跨平台原理：多次编译，到处运行。

下图是 C/C++ 不同平台运行的机制。

理论上，C/C++ 语言是执行机器码，而 Java 的执行增加了一个将字节码转换为机器码后再执行的步骤，所以Java的性能要低于 C/C++。但是经过虚拟机优化后，可以大幅提升执行效率，接近 C/C++ 的执行效率。