計數器的java代碼

Java技術與Java虛擬機中文JAVA技術網g0cVV+]

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說起Java，人們首先想到的是Java編程語言，然而事實上，Java是壹種技術，它由四方面組成：Java編程語言、Java類文件格式、Java虛擬機和Java應用程序接口(Java API)。它們的關系如下圖所示：

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圖1 Java四個方面的關系

,YW&x ^L |Q0　　運行期環境代表著Java平臺，開發人員編寫Java代碼(.java文件)，然後將之編譯成字節碼(.class文件)。最後字節碼被裝入內存，壹旦字節碼進入虛擬機，它就會被解釋器解釋執行，或者是被即時代碼發生器有選擇的轉換成機器碼執行。從上圖也可以看出Java平臺由Java虛擬機和Java應用程序接口搭建，Java語言則是進入這個平臺的通道，用Java語言編寫並編譯的程序可以運行在這個平臺上。這個平臺的結構如下圖所示：

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在Java平臺的結構中, 可以看出，Java虛擬機(JVM) 處在核心的位置，是程序與底層操作系統和硬件無關的關鍵。它的下方是移植接口，移植接口由兩部分組成：適配器和Java操作系統, 其中依賴於平臺的部分稱為適配器；JVM 通過移植接口在具體的平臺和操作系統上實現；在JVM 的上方是Java的基本類庫和擴展類庫以及它們的API，利用Java API編寫的應用程序(application) 和小程序(Java applet) 可以在任何Java平臺上運行而無需考慮底層平臺, 就是因為有Java虛擬機(JVM)實現了程序與操作系統的分離，從而實現了Java 的平臺無關性。

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那麽到底什麽是Java虛擬機(JVM)呢？通常我們談論JVM時，我們的意思可能是：中文JAVA技術網,T,Y5d(B5r

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對JVM規範的的比較抽象的說明；

b0r[/o_k+p0　　對JVM的具體實現；中文JAVA技術網Xdt8M1sP T_"_s

在程序運行期間所生成的壹個JVM實例。中文JAVA技術網H k0g,~ hO\

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對JVM規範的的抽象說明是壹些概念的集合，它們已經在書《The Java Virtual Machine Specification》（《Java虛擬機規範》）中被詳細地描述了；對JVM的具體實現要麽是軟件，要麽是軟件和硬件的組合，它已經被許多生產廠商所實現，並存在於多種平臺之上；運行Java程序的任務由JVM的運行期實例單個承擔。在本文中我們所討論的Java虛擬機(JVM)主要針對第三種情況而言。它可以被看成壹個想象中的機器，在實際的計算機上通過軟件模擬來實現，有自己想象中的硬件，如處理器、堆棧、寄存器等，還有自己相應的指令系統。中文JAVA技術網&nC/D IHP,|

A)R-DFw o2X0　　JVM在它的生存周期中有壹個明確的任務，那就是運行Java程序，因此當Java程序啟動的時候，就產生JVM的壹個實例；當程序運行結束的時候，該實例也跟著消失了。下面我們從JVM的體系結構和它的運行過程這兩個方面來對它進行比較深入的研究。

Z6?gXm!~0Java虛擬機的體系結構

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e-i'_;P X a0　　剛才已經提到，JVM可以由不同的廠商來實現。由於廠商的不同必然導致JVM在實現上的壹些不同，然而JVM還是可以實現跨平臺的特性，這就要歸功於設計JVM時的體系結構了。中文JAVA技術網{ v2T&tMlG?"]*N

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我們知道，壹個JVM實例的行為不光是它自己的事，還涉及到它的子系統、存儲區域、數據類型和指令這些部分，它們描述了JVM的壹個抽象的內部體系結構，其目的不光規定實現JVM時它內部的體系結構，更重要的是提供了壹種方式，用於嚴格定義實現時的外部行為。每個JVM都有兩種機制，壹個是裝載具有合適名稱的類(類或是接口)，叫做類裝載子系統；另外的壹個負責執行包含在已裝載的類或接口中的指令，叫做運行引擎。每個JVM又包括方法區、堆、Java棧、程序計數器和本地方法棧這五個部分，這幾個部分和類裝載機制與運行引擎機制壹起組成的體系結構圖為：中文JAVA技術網BW0EZCI

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圖3 JVM的體系結構中文JAVA技術網0P/b(jt U$x

7{F*d8f7ySt:Q0　　JVM的每個實例都有壹個它自己的方法域和壹個堆，運行於JVM內的所有的線程都***享這些區域；當虛擬機裝載類文件的時候，它解析其中的二進制數據所包含的類信息，並把它們放到方法域中；當程序運行的時候，JVM把程序初始化的所有對象置於堆上；而每個線程創建的時候，都會擁有自己的程序計數器和Java棧，其中程序計數器中的值指向下壹條即將被執行的指令，線程的Java棧則存儲為該線程調用Java方法的狀態；本地方法調用的狀態被存儲在本地方法棧，該方法棧依賴於具體的實現。中文JAVA技術網 t?!Pz!B]

"^x1MT5qj0　　下面分別對這幾個部分進行說明。

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執行引擎處於JVM的核心位置，在Java虛擬機規範中，它的行為是由指令集所決定的。盡管對於每條指令，規範很詳細地說明了當JVM執行字節碼遇到指令時，它的實現應該做什麽，但對於怎麽做卻言之甚少。Java虛擬機支持大約248個字節碼。每個字節碼執行壹種基本的CPU運算,例如,把壹個整數加到寄存器,子程序轉移等。Java指令集相當於Java程序的匯編語言。中文JAVA技術網 ^s&H2X*b,Z

q3[ OT`z"M4V0　　Java指令集中的指令包含壹個單字節的操作符,用於指定要執行的操作,還有0個或多個操作數,提供操作所需的參數或數據。許多指令沒有操作數,僅由壹個單字節的操作符構成。

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o"o qq9_0　　虛擬機的內層循環的執行過程如下:中文JAVA技術網3Hn8B r,xE

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l$I&z V!M9[0取壹個操作符字節;中文JAVA技術網7[?3o?,v A|3b+O R

根據操作符的值執行壹個動作;

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由於指令系統的簡單性,使得虛擬機執行的過程十分簡單,從而有利於提高執行的效率。指令中操作數的數量和大小是由操作符決定的。如果操作數比壹個字節大,那麽它存儲的順序是高位字節優先。例如,壹個16位的參數存放時占用兩個字節,其值為:

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第壹個字節*256+第二個字節字節碼。中文JAVA技術網"V[]J!_0v+D

5^t6E[3aW![0　　指令流壹般只是字節對齊的。指令tableswitch和lookup是例外,在這兩條指令內部要求強制的4字節邊界對齊。