学Java从四个核心技术出发

　　Java已经成为一个庞大而复杂的技术平台，对于开发人员而言，要想更好的掌握Java技术，深入理解底层的技术处理细节必不可少。对核心概念和思想的掌握可以帮助我们举一反三、触类旁通，有助于提升我们对整个Java平台的理解力。这里所介绍的是Java技术平台的几个核心概念，其中所蕴含的思想有助于我们更深刻的理解Java技术。

　　Java虚拟机

　　Java虚拟机的主要任务是装在class文件并且执行其中的字节码。Java虚拟机包含一个类装载器，它可以从程序和API中装载class文件。Java API中只有程序执行时需要的那些类才会被装载。字节码由执行引擎来执行。

　　不同的Java虚拟机中，执行引擎可能实现得非常不同。在由软件实现的虚拟机中，最简单的执行引擎就是一次性解释字节码。另一种执行引擎更快，但是也更消耗内存，叫做“即时编译器（just-in-time compiler）”。在这种情况下，第一次被执行的字节码会被编译成本地机器代码。编译出的本地机器代码会被缓存，当方法以后被调用的时候可以重用。第三种执行引擎是自适应优化器。在这种方法里，虚拟机开始的时候解释字节码，但是会监视运行中程序的活动，并且记录下使用最频繁的代码段。程序运行的时候，虚拟机只把那些活动最频繁的代码编译成本地代码，其他的代码由于使用得不是很频繁，继续保留为字节码-由虚拟机继续解释它们。一个自适应的优化器可以使得Java虚拟机在80%~90%的时间里执行被优化过的本地代码，而只需要编译10%~20%的对性能有影响的代码。

　　当Java虚拟机是由主机操作系统上的软件实现的时候，Java程序通过调用本地方法（native method）和主机交互。Java中有两种方法： Java方法和本地方法。Java方法是由Java语言编写，编译成字节码文件，存储在class文件中的。本地方法是由其他语言（比如c，c++或汇编语言）编写的，编译成何处理器相关的机器代码。本地方法保存在动态链接库中，格式是各个平台专有的。运行中Java程序调用本地方法时，虚拟机装载包含这个本地方法的动态库，并调用这个方法。本地方法是联系Java程序和底层主机操作系统的连接方法。

　　通过本地方法，Java程序可以直接访问底层操作系统的资源。一个本地方法接口（Java Native Interface， JNI）-使得本地方法可以在特定主机系统的任何一个Java平台实现上运行。

　　如果希望使用特定主机上的资源，它们又无法从Java API访问，那么可以写一个平台相关的Java程序来调用本地方法。如果希望保证程序的平台无关性，那么只能通过Java API来访问底层系统资源。

　　类装载器的体系结构

　　一个Java应用程序可以使用两种类装载器：“启动（bootstrap）”类装载器和用户定义的类装载器。启动类装载器（这是系统中唯一的）是Java虚拟机实现的一部分。启动类装载器通常使用某种默认方式从本地磁盘中装载类，包括Java API类（启动类装载器也被称为原始类装载器、系统类装载器或者默认类装载器）。

　　Java应用程序能够在运行时安装用户定义的类装载器，这种类装载器能够使用自定义的方式来装载类。例如，从网络下载class文件。尽管启动类装载器是虚拟机实现的本质部分，而用户定义的类装载器不是，但用户定义的类装载器能够用Java来编写，能够被编译成class文件，能够被虚拟机装载，还能够像其它对象一样实例化。