從你接觸 Java開(kāi)發(fā)到現(xiàn)在，你對(duì) Java最直觀的印象是什么呢饭玲？是它宣傳的 “Compile once, run anywhere”侥祭，還是目前看已經(jīng)有些過(guò)于形式主義的語(yǔ)法呢？你對(duì)于 Java平臺(tái)到底了解到什么程度茄厘？請(qǐng)你先停下來(lái)總結(jié)思考一下矮冬。
今天我要問(wèn)你的問(wèn)題是，談?wù)勀銓?duì) Java平臺(tái)的理解次哈？“Java是解釋執(zhí)行”胎署，這句話(huà)正確嗎？
典型回答
Java本身是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言窑滞，最顯著的特性有兩個(gè)方面硝拧，一是所謂的“一次編譯，到處執(zhí)行”（Compile once, run anywhere）葛假，能夠非常容易地獲得跨平臺(tái)能力障陶；另外就是垃圾收集（GC, Garbage Collection），Java通過(guò)垃圾收集器（Garbage Collector）回收分配內(nèi)存聊训，大部分情況下抱究，程序員不需要自己操心內(nèi)存的分配和回收。
我們?nèi)粘?huì)接觸到 JRE（Java Runtime Environment）或者 JDK（Java Development Kit）带斑。 JRE鼓寺，也就是 Java運(yùn)行環(huán)境勋拟，包含了 JVM和 Java類(lèi)庫(kù)，以及一些模塊等妈候。而 JDK可以看作是 JRE的一個(gè)超集敢靡，提供了更多工具，比如編譯器苦银、各種診斷工具等啸胧。
對(duì)于“Java是解釋執(zhí)行”這句話(huà)，這個(gè)說(shuō)法不太準(zhǔn)確幔虏。我們開(kāi)發(fā)的 Java的源代碼纺念，首先通過(guò) Javac編譯成為字節(jié)碼（bytecode），然后想括，在運(yùn)行時(shí)陷谱，通過(guò) Java虛擬機(jī)（JVM）內(nèi)嵌的解釋器將字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成為最終的機(jī)器碼。但是常見(jiàn)的 JVM瑟蜈，比如我們大多數(shù)情況使用的 Oracle JDK提供的 Hospot JVM烟逊，都提供了 JIT（Just-In-Time）編譯器，也就是通常所說(shuō)的動(dòng)態(tài)編譯器铺根，JIT能夠在運(yùn)行時(shí)將熱點(diǎn)代碼編譯成機(jī)器碼宪躯，這種情況下部分熱點(diǎn)代碼就屬于編譯執(zhí)行，而不是解釋執(zhí)行了夷都。
考點(diǎn)分析
其實(shí)這個(gè)問(wèn)題，問(wèn)得有點(diǎn)籠統(tǒng)予颤。題目本身是非常開(kāi)放的囤官，往往考察的是多個(gè)方面，比如蛤虐，基礎(chǔ)知識(shí)理解是否很清楚党饮；是否掌握 Java平臺(tái)主要模塊和運(yùn)行原理等。很多面試者會(huì)在這種問(wèn)題上吃虧驳庭，稍微緊張了一下刑顺，不知道從何說(shuō)起，就給出個(gè)很簡(jiǎn)略的回答饲常。
對(duì)于這類(lèi)籠統(tǒng)的問(wèn)題蹲堂，你需要盡量表現(xiàn)出自己的思維深入并系統(tǒng)化，Java知識(shí)理解得也比較全面贝淤，一定要避免讓面試官覺(jué)得你是個(gè)“知其然不知其所以然”的人柒竞。畢竟明白基本組成和機(jī)制，是日常工作中進(jìn)行問(wèn)題診斷或者性能調(diào)優(yōu)等很多事情的基礎(chǔ)播聪，相信沒(méi)有招聘方會(huì)不喜歡“熱愛(ài)學(xué)習(xí)和思考”的面試者朽基。
即使感覺(jué)自己的回答不是非常完善布隔，也不用擔(dān)心。我個(gè)人覺(jué)得這種籠統(tǒng)的問(wèn)題稼虎，有時(shí)候回答得稍微片面也很正常衅檀，大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的面試官，不會(huì)因?yàn)橐坏李}就對(duì)面試者輕易地下結(jié)論霎俩。通常會(huì)盡量引導(dǎo)面試者哀军，把他的真實(shí)水平展現(xiàn)出來(lái)，這種問(wèn)題就是做個(gè)開(kāi)場(chǎng)熱身茸苇，面試官經(jīng)常會(huì)根據(jù)你的回答擴(kuò)展相關(guān)問(wèn)題排苍。
戳此訂閱《Java核心技術(shù) 36講》
知識(shí)擴(kuò)展
回歸正題，對(duì)于 Java平臺(tái)的理解学密，可以從很多方面簡(jiǎn)明扼要地談一下淘衙，例如：Java語(yǔ)言特性，包括泛型腻暮、Lambda等語(yǔ)言特性彤守；基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)，包括集合哭靖、IO/NIO具垫、網(wǎng)絡(luò)、并發(fā)试幽、安全等基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)筝蚕。對(duì)于我們?nèi)粘９ぷ鲬?yīng)用較多的類(lèi)庫(kù)，面試前可以系統(tǒng)化總結(jié)一下铺坞，有助于臨場(chǎng)發(fā)揮起宽。
或者談?wù)?JVM的一些基礎(chǔ)概念和機(jī)制，比如 Java的類(lèi)加載機(jī)制济榨，常用版本 JDK（如 JDK 8）內(nèi)嵌的 Class-Loader坯沪，例如 Bootstrap、 Application和 Extension Class-loader擒滑；類(lèi)加載大致過(guò)程：加載腐晾、驗(yàn)證、鏈接丐一、初始化（這里參考了周志明的《深入理解 Java虛擬機(jī)》藻糖，非常棒的 JVM上手書(shū)籍）；自定義 Class-Loader等库车。還有垃圾收集的基本原理颖御，最常見(jiàn)的垃圾收集器，如 SerialGC、Parallel GC潘拱、 CMS疹鳄、 G1等，對(duì)于適用于什么樣的工作負(fù)載最好也心里有數(shù)芦岂。這些都是可以擴(kuò)展開(kāi)的領(lǐng)域瘪弓，我會(huì)在后面的專(zhuān)欄對(duì)此進(jìn)行更系統(tǒng)的介紹。
當(dāng)然還有 JDK包含哪些工具或者 Java領(lǐng)域內(nèi)其他工具等禽最，如編譯器腺怯、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、安全工具川无、診斷和監(jiān)控工具等呛占。這些基本工具是日常工作效率的保證，對(duì)于我們工作在其他語(yǔ)言平臺(tái)上懦趋，同樣有所幫助晾虑，很多都是觸類(lèi)旁通的。
下圖是我總結(jié)的一個(gè)相對(duì)寬泛的藍(lán)圖供你參考仅叫。
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不再擴(kuò)展了帜篇，回到前面問(wèn)到的解釋執(zhí)行和編譯執(zhí)行的問(wèn)題。有些面試官喜歡在特定問(wèn)題上“刨根問(wèn)底兒”诫咱，因?yàn)檫@是進(jìn)一步了解面試者對(duì)知識(shí)掌握程度的有效方法笙隙，我稍微深入探討一下。
眾所周知坎缭，我們通常把 Java分為編譯期和運(yùn)行時(shí)竟痰。這里說(shuō)的 Java的編譯和 C/C++是有著不同的意義的，Javac的編譯掏呼，編譯 Java源碼生成“.class”文件里面實(shí)際是字節(jié)碼坏快，而不是可以直接執(zhí)行的機(jī)器碼。Java通過(guò)字節(jié)碼和 Java虛擬機(jī)（JVM）這種跨平臺(tái)的抽象哄尔，屏蔽了操作系統(tǒng)和硬件的細(xì)節(jié)假消，這也是實(shí)現(xiàn)“一次編譯柠并，到處執(zhí)行”的基礎(chǔ)岭接。
在運(yùn)行時(shí)，JVM會(huì)通過(guò)類(lèi)加載器（Class-Loader）加載字節(jié)碼臼予，解釋或者編譯執(zhí)行鸣戴。就像我前面提到的，主流 Java版本中粘拾，如 JDK 8實(shí)際是解釋和編譯混合的一種模式窄锅，即所謂的混合模式（-Xmixed）。通常運(yùn)行在 server模式的 JVM，會(huì)進(jìn)行上萬(wàn)次調(diào)用以收集足夠的信息進(jìn)行高效的編譯入偷，client模式這個(gè)門(mén)限是 1500次追驴。Oracle Hotspot JVM內(nèi)置了兩個(gè)不同的 JIT compiler，C1對(duì)應(yīng)前面說(shuō)的 client模式疏之，適用于對(duì)于啟動(dòng)速度敏感的應(yīng)用殿雪，比如普通 Java桌面應(yīng)用；C2對(duì)應(yīng) server模式锋爪，它的優(yōu)化是為長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的服務(wù)器端應(yīng)用設(shè)計(jì)的丙曙。默認(rèn)是采用所謂的分層編譯（TieredCompilation）。這里不再展開(kāi)更多 JIT的細(xì)節(jié)其骄，沒(méi)必要一下子就鉆進(jìn)去亏镰，我會(huì)在后面介紹分層編譯的內(nèi)容。
Java虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)拯爽，可以指定不同的參數(shù)對(duì)運(yùn)行模式進(jìn)行選擇索抓。 比如，指定“-Xint”某抓，就是告訴 JVM只進(jìn)行解釋執(zhí)行纸兔，不對(duì)代碼進(jìn)行編譯，這種模式拋棄了 JIT可能帶來(lái)的性能優(yōu)勢(shì)否副。畢竟解釋器（interpreter）是逐條讀入汉矿，逐條解釋運(yùn)行的。與其相對(duì)應(yīng)的备禀，還有一個(gè)“-Xcomp”參數(shù)洲拇，這是告訴 JVM關(guān)閉解釋器，不要進(jìn)行解釋執(zhí)行曲尸，或者叫作最大優(yōu)化級(jí)別赋续。那你可能會(huì)問(wèn)這種模式是不是最高效啊另患？簡(jiǎn)單說(shuō)纽乱，還真未必±セ“-Xcomp”會(huì)導(dǎo)致 JVM啟動(dòng)變慢非常多鸦列，同時(shí)有些 JIT編譯器優(yōu)化方式，比如分支預(yù)測(cè)鹏倘，如果不進(jìn)行 profiling薯嗤，往往并不能進(jìn)行有效優(yōu)化。
除了我們?nèi)粘Ｗ畛Ｒ?jiàn)的 Java使用模式纤泵，其實(shí)還有一種新的編譯方式骆姐，即所謂的 AOT（Ahead-of-Time Compilation），直接將字節(jié)碼編譯成機(jī)器代碼，這樣就避免了 JIT預(yù)熱等各方面的開(kāi)銷(xiāo)玻褪，比如 Oracle JDK 9就引入了實(shí)驗(yàn)性的 AOT特性肉渴，并且增加了新的 jaotc工具。利用下面的命令把某個(gè)類(lèi)或者某個(gè)模塊編譯成為 AOT庫(kù)带射。
jaotc?--output?libHelloWorld.so?HelloWorld.classjaotc?--output?libjava.base.so?--module?java.base
然后黄虱，在啟動(dòng)時(shí)直接指定就可以了。
java?-XX:AOTLibrary=./libHelloWorld.so,./libjava.base.so?HelloWorld
而且庸诱，Oracle JDK支持分層編譯和 AOT協(xié)作使用捻浦，這兩者并不是二選一的關(guān)系。AOT也不僅僅是只有這一種方式桥爽，業(yè)界早就有第三方工具（如 GCJ朱灿、Excelsior JET）提供相關(guān)功能。
另外钠四，JVM作為一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)盗扒，不僅僅只有 Java語(yǔ)言可以運(yùn)行在 JVM上，本質(zhì)上合規(guī)的字節(jié)碼都可以運(yùn)行缀去，Java語(yǔ)言自身也為此提供了便利侣灶，我們可以看到類(lèi)似 Clojure、Scala缕碎、Groovy褥影、JRuby、Jython等大量 JVM語(yǔ)言咏雌，活躍在不同的場(chǎng)景凡怎。
今天，我簡(jiǎn)單介紹了一下 Java平臺(tái)相關(guān)的一些內(nèi)容赊抖，目的是提綱挈領(lǐng)地構(gòu)建一個(gè)整體的印象统倒，包括 Java語(yǔ)言特性、 核心類(lèi)庫(kù)與常用第三方類(lèi)庫(kù)氛雪、Java虛擬機(jī)基本原理和相關(guān)工具房匆，希望對(duì)你有所幫助
