Windows中的JDK和Linux中的JDK是否相同

Posted by Julius on October 11, 2016

  在面试中,被问到了一个问题:

  Windows中的JDK和Linux中的JDK是否相同?

  其实,以上这个问题是一个子问题。原本的问题是:如何理解Java的跨平台机制。由于原问题显得有些宽泛,因此延伸出一个子问题,在本篇博客中争取能够完整地回答。
  本文力求建立起自己知识体系中Java的基石,希望在阅读本文之后,同时可以很好地回答上述的跨平台机制这个基础问题。

一、JDK的架构

  下面这张是从Oracle官方文档中找到的JDK架构图,非常细致的展现了JDK每个层级的架构和组件。以下将会挑选重点,谈谈自己的理解。

JDK

  首先我们来看JDK的组成,总的来说,JDK包括两部分:

  • 第一部分是Tools & Tool APIs,这包括了将java文件编译成为class文件的工具,比如javac,java,还有调试java程序的各种工具;
  • 第二部分是JRE,JRE是Java的运行时环境,被编译后的java程序,就是在JRE中得到执行。

JRE

  JRE是Java的运行时环境,总的来看,包括三部分内容:

  • 首先是java的class文件或者是java的package,这些class文件和package有时需要和被编译后的java程序一起,得到执行;
  • 第二是java运行时的库文件,例如rt.jar,有了库文件的支持,被编译后的java文件才能得到正确的执行;
  • 第三是JVM。JVM是Java虚拟机,是真正执行Java程序的地方。它使用了第一部分的java的class和第二部分的库文件来实际运行Java程序。不同的操作系统或者平台中,JVM是不同的。

  看到这里,相信已经可以回答文章开头提出的问题了。Windows中的JDK和Linux中的JDK是否相同?回答是,不相同的!

JVM

  JVM是Java虚拟机,是Java程序真正得到执行的地方。不同的操作系统或者平台中,JVM是不同的。这也就是为什么Oracle的官网上提供了不同平台的JDK给用户下载。

JDK架构的简图

  由于本文只想要分析JDK、JRE等大尺度上的相关概念,所以可以将上面的复杂的JDK架构图简化,得到下面一张简图。

  从中可以很好的看到JDK、JRE和JVM的架构关系。

二、Java程序的编译和执行

  下面从JDK,JRE等角度,来简略的描述Java程序编译和执行的流程。

  1. Java源代码,也就是java文件,首先会被JDK编译,具体来说,是被JDK中的Java Compiler编译了,然后就会生成Java字节码(Java Bytecode),这个Bytecode,就是class文件。
  2. Bytecode会被传输到JVM中,JVM会使用JRE中的java class和库文件与Bytecode一起编译执行。
  3. 所谓的编译执行,其实质上还是编译的过程,也就是说,JVM接收的输入是Java Bytecode,处理后的输出是基于特定平台和操作系统的机器码,这里说的机器码,也可以被认为是一组指令集。
  4. 可以看到在JVM中,有一个橙色的框,是JVM中包含的JIT Complier。JIT Compiler的作用是,对Java Bytecode中的部分字节码进行优化,这样可以生成更高效的机器码,被底层的物理硬件执行。

总结

  写到这里,可以对“Windows中的JDK和Linux中的JDK是否相同”,或者“如何理解Java的跨平台特性”,进行回答。

  • Java平台的跨平台特性,从最基础的角度来说,是因为JVM。不同操作系统或者平台上的JVM是不同的,因为JVM要把Java字节码编译成为机器码,机器码才是真正物理硬件执行的指令集。由于不同操作系统或者平台的硬件架构不同,所以必须制作不同的JVM,安装在不同的操作系统或者平台上。
  • 看到一位网友的总结,觉得很好:正是因为JVM的不跨平台特性,才实现了Java语言的跨平台特性。
  • Java的概念中,有“一次编写,到处运行”,即“Write Once, Run Anywhere”。真正跨平台的,是Java字节码,简单理解就是编译后的class文件。
  • 例如,在Windows上,我javac了一个最简单的HelloWorld的Java程序,生成了HelloWorld.class,然后我可以java HelloWorld来执行它。此时,我把HelloWorld.class拷贝到Linux环境中,同样java HelloWorld来执行,可以得到与Windows中相同的结果。事实上,如果我拷贝HelloWorld.java文件到Linux环境中,同样javac,生成的class文件也是相同的。
  • 为了在不同的操作系统中把相同的java程序编译成为相同的Java字节码,jdk中bin目录下的编译工具是不相同的,例如javac工具和java工具;因为要将Java字节码编译成为特定平台上的机器码,所以JVM所依赖的JRE中的库文件也是不同的,例如rt.jar。
  • 所以,Windows中的JDK和Linux中的JDK是完全不同的,相同的是可以在两者之间通用的Java字节码。


10/11/2016 4:30:18 PM

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