浅谈java虚拟机|系列1|架构简介

今天开了一个专题。谈谈我们java程序员每天面对的java虚拟机(jvm)。

本质上来说，jvm分两部分：编译器（compiler）和运行时(runtime)。

所谓的编译器，简单来说，他就是个翻译机，就像人类世界中的英语翻译，打个比方，英语翻译，他主要的工作是把中文翻译成英文。

而编译器，它主要的工作是把程序员写的java代码（就像：中文）翻译成class文件（就像：英文）。就像是一个程序员与虚拟机的翻译者。

而运行时，它主要就是一个执行机器，简单来说，它就是加载class文件，并把它翻译成更底的汇编语言和机器码，并根据程序逻辑调用底层操作系统的函数，来完成程序运行。

那编译器的原理，又是怎么样的呢？

简单来说，它包含两部分：词法分析器和语言分析器。

什么是词法分析器？

词法分析（lexical analysis）是计算机科学中将字符序列转换为单词（Token）序列的过程。进行词法分析的程序或者函数叫作词法分析器（Lexical analyzer，简称Lexer），也叫 扫描器 （Scanner）。词法分析器一般以函数的形式存在，供语法分析器调用。

简单来说，它就是要把java程序代码，转换成token序列。也就是说，它是语法分析器的翻译者。

什么是语法分析器？

在计算机科学和语言学中， 语法分析 （英：Syntacticanalysis，也叫Parsing）是根据某种给定的形式文法对由单词序列（如英语单词序列）构成的 输入文本 进行分析并确定其语法结构的一种过程。

语法分析器（Parser）通常是作为 编译器 或 解释器 的组件出现的，它的作用是进行语法检查、并构建由输入的单词组成的数据结构（一般是语法分析树、 抽象语法树 等层次化的数据结构）。语法分析器通常使用一个独立的 词法分析器 从输入字符流中分离出一个个的“单词”，并将单词流作为其输入。实际开发中，语法分析器可以手工编写，也可以使用工具（半）自动生成。

简单来说，它就是接受词法分析器的token序列，并转成AST（抽象语法树），并对AST进行操作，从而最终产生虚拟机运行时（runtime）的执行码，也就class文件。

一句说来说，词法分析器是语法分析器的翻译者，而词法分析器和语法分析器组成的编译器，是运行时（runtime）的翻译者。

我们用一幅图来说明程序员与编译器，运行时的关系：

image

上图，已经很好说明各方的关系，程序员写java代码，编译器把java代码编译成class文件，运行时加载并执行class文件，并通过调用操作系统函数来完成相关任务。

以上，就是java虚拟机的简单架构介绍。

下篇继续谈谈架构的细节部分。

本人精通java高并发，DDD，微服务等技术实践，以及python，golang技术栈。 本人姓名郭莹城，坐标深圳，前IBM架构师、咨询师、敏捷开发技术教练，前IBM区块链研究小组成员、十四年架构设计工作经验，《区块链核心技术与应用》作者之一， 现有成熟团队提供区块链开发相关业务（公链，交易所，钱包，Dapp,智能合约）。 工作微信&QQ：360369487，交易所开发与区块链钱包开发业务，加我注明：博客园+开发，想学习golang和rust的同学，也可以加我微信，备注：博客园+golang或博客园+rust,谢谢！