對于Java技術(shù)體系，相信每個(gè)Java程序員都會驚嘆于整個(gè)技術(shù)棧的龐大，很多時(shí)候會有入門到放棄的心態(tài)，因?yàn)榧夹g(shù)在不斷更新，作為Java程序員也時(shí)刻保持進(jìn)步學(xué)習(xí)狀態(tài)，這樣才能跟上技術(shù)的發(fā)展。對于我自己來說，同樣也是使用Java技術(shù)棧工作多年，無論是面試還是日常工作中同事技術(shù)交流，會有很多Java相關(guān)知識點(diǎn)總感覺沒有掌握到位，經(jīng)常是似懂非懂。
因此希望能通過寫作文章來對Java的知識點(diǎn)進(jìn)行鞏固，一方面是希望自己能對Java平臺理解更深刻點(diǎn)，另一方面也是希望能通過這樣以拋出問題，后續(xù)解答的方式進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)習(xí)，以便達(dá)到鞏固和掌握知識點(diǎn)。
那么今天我想談?wù)摰脑掝}是這么一道面試題：「談?wù)勀銓?Java 平臺的理解？“Java 是解釋執(zhí)行”，這句話正確嗎？」
思維導(dǎo)圖
針對Java平臺理解，我的回答是如下思維導(dǎo)圖：
從四個(gè)方面來回答自己對于Java平臺的理解：
- 基本特性
- Java類庫
- Java虛擬機(jī)
- 工具
基本特性
Java平臺有什么基本特性呢？有面向?qū)ο?、反射、泛型，這三點(diǎn)也是我們在實(shí)際工作項(xiàng)目中會用經(jīng)常用到的。
面向?qū)ο螅∣OP）是一種編程思想，相對于面向過程來說，更符合我們?nèi)祟悂黹喿x代碼的習(xí)慣，更容易寫出通俗易懂的代碼，而面向過程對于計(jì)算機(jī)來說，逐行加載執(zhí)行更便利。面向?qū)ο笕筇匦?，封裝、重載、多態(tài)，具體什么含義就不展開了，網(wǎng)上一搜一大把。我更想強(qiáng)調(diào)的是，這三大特性引申出軟件設(shè)計(jì)六大原則，如果你設(shè)計(jì)的程序圍繞的這六大原則，從軟件架構(gòu)角度來看基本不會太差，合乎主流軟件設(shè)計(jì)潮流。
至于反射，也是Java平臺的一大利器，可以滿足動態(tài)加載功能和并行開發(fā)模式，比如很多Java框架都是利用反射機(jī)制達(dá)到開發(fā)的便利性，提高程序員開發(fā)效率，讓程序員可以更專注在自身業(yè)務(wù)開發(fā)上。
最后一點(diǎn)，泛型機(jī)制，主要是為了提高開發(fā)穩(wěn)定性，也就是說類型安全，極大提高了程序健壯性，并且泛型機(jī)制還借鑒模板機(jī)制，對于同一種行為規(guī)范，可以套用在不同的數(shù)據(jù)類型上。
Java類庫
除了基本特性之外，Java平臺還有一個(gè)很大特色是豐富的類庫。
比如基礎(chǔ)類庫：集合、IO/NIO、網(wǎng)絡(luò)、并發(fā)、安全等。我們?nèi)粘９ぷ鞒Ｓ玫娜萜黝悗?，ArrayList、Map，都有著共同父類，看張圖，你就清楚了，這些系統(tǒng)自帶的容器類：
除此之外，還有線程安全類和豐富的第三方類庫。
Java虛擬機(jī)
Java為何能受廣大開發(fā)者喜愛，很重要的一點(diǎn)就是跨平臺，其中跨平臺最大的特色就是 Write once，run anywhere （寫一次，到處運(yùn)行）。那么跨平臺的關(guān)鍵因素就是Java虛擬機(jī)?？聪翵ava虛擬機(jī)的結(jié)構(gòu)圖：
其中重點(diǎn)了解下JVM中每個(gè)模塊的作用，主要包括以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)區(qū)域：
1，程序計(jì)數(shù)器（PC Register），主要是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。
2，Java虛擬機(jī)棧（Stack）Java中的每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。我們常見的StackOverflowError錯(cuò)誤，就是常見棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度。
3，本地方法棧（Native Method Stack），執(zhí)行的是虛擬機(jī)使用到Nativie方法服務(wù)。
4，Java堆，也叫Java Heap，這個(gè)是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊，Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機(jī)啟動時(shí)就創(chuàng)建了。幾乎所有的對象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存。
5，方法區(qū)（Class Area）。這個(gè)是主要是用以虛擬機(jī)加載類信息、常量、靜態(tài)變量、編譯之后的代碼等等。
JVM還有一個(gè)特性是垃圾回收策略，相信不少程序員在面試時(shí)經(jīng)常會被問到JVM的垃圾回收策略是什么，新生代、老年代等。主要的垃圾回收策略有這么幾種算法：標(biāo)記-清除算法、復(fù)制算法、標(biāo)記整理算法、分代收集算法，這幾個(gè)算法的依據(jù)是基于可達(dá)分析和引用計(jì)數(shù)思想，來判斷對象是否可回收，進(jìn)一步達(dá)到垃圾回收目的。
至于Java編譯過程，有這四步：源碼-字節(jié)碼-虛擬機(jī)解釋-機(jī)器碼，hotspot 提供了JIT編譯器，Java類加載機(jī)制，常用版本 JDK（如 JDK 8）內(nèi)嵌的 Class-Loader，例如 Bootstrap、 Application 和 Extension Class-loader；類加載大致過程：加載、驗(yàn)證、鏈接、初始化
工具
我們?nèi)粘佑|到 JRE（Java Runtime Environment）或者 JDK（Java Development Kit）。 JRE，也就是 Java 運(yùn)行環(huán)境，包含了 JVM 和 Java 類庫，以及一些模塊等。而 JDK 可以看作是 JRE 的一個(gè)超集，提供了更多工具，比如編譯器、各種診斷工具等。
我們需要善于利用這些工具，了解各種工具用法，以便在面對實(shí)際問題時(shí)，可以通過不同工具進(jìn)一步排查，很多時(shí)候面對問題時(shí)候，往往不是解決問題有多困難，而是分析定位問題原因有多耗時(shí)。
小結(jié)
總的來說，我是從以上四個(gè)方面來理解所謂的Java平臺，除此之外，還想補(bǔ)充一點(diǎn)，那就是「靜態(tài)編譯與動態(tài)解釋」這點(diǎn)。 靜態(tài)編譯的程序在執(zhí)行前全部被翻譯為機(jī)器碼，通常將這種類型稱為AOT （Ahead of time）即 “提前編譯”； 而解釋執(zhí)行的則是一句一句邊翻譯邊運(yùn)行，通常將這種類型稱為JIT（Just-in-time）即“即時(shí)編譯”。 AOT程序的典型代表是用C/C++開發(fā)的應(yīng)用，它們必須在執(zhí)行前編譯成機(jī)器碼，而JIT的代表則非常多，如JavaScript、python等。 事實(shí)上，所有腳本語言都支持JIT模式。但需要注意的是JIT和AOT指的是程序運(yùn)行方式，和編程語言并非強(qiáng)關(guān)聯(lián)的，有些語言既可以以JIT方式運(yùn)行也可以以AOT方式運(yùn)行，如Java、Python，它們可以在第一次執(zhí)行時(shí)編譯成中間字節(jié)碼、然后在之后執(zhí)行時(shí)可以直接執(zhí)行字節(jié)碼。
至于Java語言是否是解釋執(zhí)行，因?yàn)镴ava平臺有AOT也有JIT，因此Java語言是可以進(jìn)行解釋執(zhí)行的，可以直接將字節(jié)碼編譯成機(jī)器代碼，這樣就避免了 JIT 預(yù)熱等各方面的開銷，比如 Oracle JDK 9 就引入了實(shí)驗(yàn)性的 AOT 特性，并且增加了新的 jaotc 工具。
