Diferença entre JVM, JRE e JDK

As tarefas iniciais da JVM incluem carregar, verificar e vincular o bytecode. Carregadores de classes lidam com essas tarefas.

Temos um artigo detalhado especificamente sobreclass loaders.

The JVM defines various memory areas to execute a Java program. Eles são usados ​​durante o tempo de execução e são conhecidos como áreas de dados de tempo de execução. Algumas dessas áreas são criadas na inicialização da JVM e destruídas quando a JVM sai, enquanto outras são criadas quando um encadeamento é criado e destruído quando um encadeamento sai.

Vamos considerar essas áreas uma por uma:

Área do método

Basicamente, a área do método é análoga à área de armazenamento para código compilado. Ele armazena estruturas como pool constante em tempo de execução, dados de campo e método, o código para métodos e construtores, bem como nomes de classe totalmente qualificados. A JVM armazena essas estruturas para cada classe.

A área do método, também conhecida como espaço de geração permanente (PermGen), é criada quando a JVM é inicializada. A memória para esta área não precisa ser contígua. Todos os encadeamentos da JVM compartilham essa área de memória.

Área de Pilha

A JVM aloca a memória para todas as instâncias e matrizes de classe dessa área.

O Garbage Collector (GC) recupera a memória heap para objetos. Basicamente, o GC possui três fases para recuperar a memória dos objetos viz. dois GC menores e um GC importante.

A memória heap possui três partes:

A JVM cria uma área de heap assim que é iniciada. Todos os encadeamentos da JVM compartilham essa área. A memória da área de heap não precisa ser contígua.

Área de pilha

Armazena dados como quadros e cada quadro armazena variáveis ​​locais, resultados parciais e chamadas de método aninhadas. A JVM cria a área de pilha sempre que cria um novo encadeamento. Esta área é privada para cada segmento.

Cada entrada na pilha é chamada Frame da pilha ou registro de ativação. Cada quadro contém três partes:

A memória da pilha da JVM não precisa ser contígua.

Registros de PC

Cada encadeamento da JVM possui um PC Register separado, que armazena o endereço da instrução atualmente em execução. Se a instrução atualmente em execução fizer parte do método nativo, esse valor será indefinido.

Pilhas de método nativo

Métodos nativos são aqueles escritos em linguagens diferentes de Java.

A JVM fornece recursos para chamar esses métodos nativos. As pilhas de métodos nativas também são conhecidas como "pilhas C". Eles armazenam as informações do método nativo. Sempre que os métodos nativos são compilados em códigos de máquina, eles geralmente usam uma pilha de métodos nativos para acompanhar seu estado.

A JVM cria essas pilhas sempre que cria um novo encadeamento. E, portanto, os encadeamentos JVM não compartilham esta área.

O mecanismo de execução executa as instruções usando as informações presentes nas áreas de memória. Tem três partes:

Intérprete

Depois que os carregadores de classe carregam e verificam o bytecode, o intérprete executa o bytecode linha por linha. Essa execução é bastante lenta. A desvantagem do intérprete é que, quando um método é chamado várias vezes, toda vez que é necessária nova interpretação.

No entanto, a JVM usa o JIT Compiler para mitigar essa desvantagem.

Compilador Just-In-Time (JIT)

O compilador JIT compila o bytecode dos métodos freqüentemente chamados no código nativo em tempo de execução. Por isso, é responsável pela otimização dos programas Java.

A JVM monitora automaticamente quais métodos estão sendo executados. Depois que um método se torna elegível para a compilação JIT, ele é agendado para compilação no código da máquina. Este método é então conhecido como método quente. Essa compilação no código da máquina acontece em um encadeamento JVM separado.

Como resultado, ele não interrompe a execução do programa atual. Após a compilação no código da máquina, ele roda mais rápido.

Coletor de lixo

Java cuida do gerenciamento de memória usando a Garbage Collection. É um processo de olhar para a memória heap, identificando quais objetos estão em uso e quais não estão e, finalmente, excluindo objetos não utilizados.

GC é um encadeamento daemon. Ele pode ser chamado explicitamente usando o métodoSystem.gc _ () _, no entanto, ele não será executado imediatamente e a JVM decide quando invocar o GC.

Ele atua como uma interface entre o código Java e as bibliotecas nativas (C / C ++).

Existem situações em que o Java sozinho não atende às necessidades de seu aplicativo, por exemplo, implementar um recurso dependente da plataforma.

Nesses casos, podemos usar a JNI para ativar a chamada do código em execução na JVM. Por outro lado, ele permite que métodos nativos chamem o código em execução na JVM.

Essas são bibliotecas específicas da plataforma e contêm a implementação de métodos nativos.

Encontraremos classes de bootstrap emjre/lib/. This path is also known as the bootstrap classpath. Inclui:

O Bootstrap ClassLoader carrega essas classes quando a JVM é inicializada.

Podemos encontrar classes de extensão emjre/lib/extn/ que atuam como um diretório para extensões para a plataforma Java. This path is also known as extension classpath.

Ele contém bibliotecas de tempo de execução JavaFX emjfxrt.jare dados de localidade para pacotesjava.textejava.util emlocaledata.jar. Os usuários também podem adicionar jars personalizados nesse diretório.

A plataforma Java usa essas configurações de propriedade para manter sua configuração. Dependendo de seu uso, eles estão localizados em pastas diferentes dentro de/jre/lib/. Esses incluem:

Além dos arquivos e classes mencionados acima, o JRE também contém arquivos para outros assuntos:

Essas ferramentas são a base do JDK e são usadas para criar e construir aplicativos Java. Among these tools, we can find utilities for compiling, debugging, archiving, generating Javadocs, etc.

Eles incluem:

Isso inclui ferramentas de gerenciamento de chave e certificado que são usadas para manipular keystores Java.

Um Java Keystore é um contêiner para certificados de autorização ou certificados de chave pública. Conseqüentemente, é frequentemente usado por aplicativos baseados em Java para criptografia, autenticação e veiculação em HTTPS.

Além disso, eles ajudam a definir as políticas de segurança em nosso sistema e a criar aplicativos que podem funcionar dentro do escopo dessas políticas no ambiente de produção. Esses incluem:

Algumas ferramentas de segurança também ajudam no gerenciamento de tíquetes Kerberos.

Kerberos é um protocolo de autenticação de rede.

Ele funciona com base em tickets para permitir que os nós que se comunicam em uma rede não segura provem sua identidade entre si de uma maneira segura:

Internacionalização é o processo de projetar um aplicativo para que ele possa ser adaptado a vários idiomas e regiões sem alterações de engenharia.

Para isso, o JDK traznative2ascii. . Esta ferramenta converte um arquivo com caracteres suportados pelo JRE em arquivos codificados em ASCII ou escapes Unicode.

As ferramentas RMI permitem a comunicação remota entre aplicativos Java, proporcionando assim escopo para o desenvolvimento de aplicativos distribuídos.

O RMI permite que um objeto em execução em uma JVM invoque métodos em um objeto em execução em outra JVM. Essas ferramentas incluem:

O Java Interface Definition Language (IDL) adiciona o recurso Common Object-Based Request Broker Architecture (CORBA) à plataforma Java.

Essas ferramentas permitem que aplicativos da Web Java distribuídos invoquem operações em serviços de rede remota usando o OMG (Object Management Group) padrão da indústria - IDL.

Da mesma forma, poderíamos usar o Internet InterORB Protocol (IIOP).

RMI-IIOP, isto é, O RMI sobre IIOP permite a programação de servidores e aplicativos CORBA por meio da API RMI. Assim, permite a conexão entre dois aplicativos escritos em qualquer linguagem compatível com CORBA via Internet InterORB Protocol (IIOP).

Essas ferramentas incluem:

These tools help in deploying Java applications and applets on the web. Eles incluem:

O JDK nos fornecehtmlconverter. Além disso, é usado em conjunto com o Java Plug-in.

Por um lado, o Java Plug-in estabelece uma conexão entre navegadores populares e a plataforma Java. Como resultado dessa conexão, os applets no site podem ser executados em um navegador.

Por outro lado,htmlconverter é um utilitário para converter uma página HTML contendo miniaplicativos em um formato para Plug-in Java.

JDK trazjavaws. Podemos usá-lo em conjunto com o Java Web Start.

This tool allows us to download and launch Java applications with a single click from the browser. Portanto, não há necessidade de executar nenhum processo de instalação.

These are great tools that we can use to monitor JVM performance and resource consumption. Aqui estão algumas delas::

These are experimental tools that we can leverage for troubleshooting tasks: