Разница между JVM, JRE и JDK

Первоначальные задачи JVM включают загрузку, проверку и связывание байт-кода. Загрузчики классов справляются с этими задачами.

У нас есть подробная статья, посвященнаяclass loaders.

The JVM defines various memory areas to execute a Java program. Они используются во время выполнения и известны как области данных времени выполнения. Некоторые из этих областей создаются при запуске JVM и уничтожаются при выходе из JVM, а некоторые создаются при создании потока и уничтожаются при выходе из потока.

Давайте рассмотрим эти области по порядку:

Область метода

По сути, область метода аналогична области хранения скомпилированного кода. Он хранит такие структуры, как пул констант во время выполнения, данные полей и методов, код для методов и конструкторов, а также полностью определенные имена классов. JVM хранит эти структуры для каждого класса.

Область метода, также известная как пространство постоянной генерации (PermGen), создается при запуске JVM. Память для этой области не должна быть смежной. Все потоки JVM разделяют эту область памяти.

Площадь кучи

JVM выделяет память для всех экземпляров классов и массивов из этой области.

Сборщик мусора (GC) восстанавливает память кучи для объектов. По сути, GC имеет три фазы для восстановления памяти от объектов, а именно. два второстепенных GC и один крупный GC.

Память кучи состоит из трех частей:

JVM создает область кучи, как только она запускается. Все потоки JVM разделяют эту область. Память для области кучи не должна быть смежной.

Площадь стека

Хранит данные в виде кадров, а каждый кадр хранит локальные переменные, частичные результаты и вложенные вызовы методов. JVM создает область стека всякий раз, когда создает новый поток. Эта область является приватной для каждой темы.

Каждая запись в стеке называется стековым фреймом или записью активации. Каждый кадр состоит из трех частей:

Память для стека JVM не обязательно должна быть смежной.

Регистры ПК

Каждый поток JVM имеет отдельный регистр ПК, в котором хранится адрес выполняемой в данный момент инструкции. Если текущая выполняемая инструкция является частью собственного метода, тогда это значение не определено.

Родной метод стеков

Родные методы - это методы, написанные на языках, отличных от Java.

JVM предоставляет возможности для вызова этих собственных методов. Стеки собственного метода также известны как «Стеки С». Они хранят информацию о родном методе. Всякий раз, когда собственные методы компилируются в машинные коды, они обычно используют стек собственных методов для отслеживания своего состояния.

JVM создает эти стеки всякий раз, когда создает новый поток. Таким образом, потоки JVM не разделяют эту область.

Механизм выполнения выполняет инструкции, используя информацию, присутствующую в областях памяти. Он состоит из трех частей:

переводчик

Когда загрузчики классов загружают и проверяют байт-код, интерпретатор выполняет байт-код построчно. Это выполнение довольно медленно. Недостаток интерпретатора состоит в том, что когда один метод вызывается несколько раз, каждый раз требуется новая интерпретация.

Однако JVM использует JIT-компилятор для устранения этого недостатка.

Компилятор Just-In-Time (JIT)

JIT-компилятор компилирует байт-код часто вызываемых методов во встроенный код во время выполнения. Следовательно, он отвечает за оптимизацию программ на Java.

JVM автоматически отслеживает, какие методы выполняются. Как только метод становится пригодным для JIT-компиляции, он планируется для компиляции в машинный код. Этот метод тогда известен как горячий метод. Эта компиляция в машинный код происходит в отдельном потоке JVM.

В результате он не прерывает выполнение текущей программы. После компиляции в машинный код он работает быстрее.

Уборщик мусора

Java заботится об управлении памятью с помощью Garbage Collection. Это процесс изучения памяти кучи, определения, какие объекты используются, а какие нет, и, наконец, удаления неиспользуемых объектов.

GC - это поток демонов. Его можно вызвать явно с помощью методаSystem.gc _ () _, однако он не будет выполнен немедленно, и JVM решит, когда вызывать сборщик мусора.

Он действует как интерфейс между кодом Java и нативными (C / C ++) библиотеками.

Бывают ситуации, когда сама по себе Java не отвечает потребностям вашего приложения, например, реализация платформенно-зависимой функции.

В этих случаях мы можем использовать JNI, чтобы код, запущенный в JVM, вызывал. И наоборот, он позволяет нативным методам вызывать код, выполняемый в JVM.

Это специфичные для платформы библиотеки и содержат реализацию собственных методов.

Мы найдем классы начальной загрузки вjre/lib/. This path is also known as the bootstrap classpath. Включает:

Bootstrap ClassLoader загружает эти классы при запуске JVM.

Мы можем найти классы расширений вjre/lib/extn/, который действует как каталог для расширений платформы Java. This path is also known as extension classpath.

Он содержит библиотеки времени выполнения JavaFX вjfxrt.jar и данные локали для пакетовjava.text иjava.util вlocaledata.jar. Пользователи также могут добавлять пользовательские банки в этот каталог.

Платформа Java использует эти параметры свойств для поддержки своей конфигурации. В зависимости от их использования они расположены в разных папках внутри/jre/lib/. Они включают:

Помимо вышеупомянутых файлов и классов, JRE также содержит файлы для других целей:

Эти инструменты закладывают основу JDK и используются для создания и создания приложений Java. Among these tools, we can find utilities for compiling, debugging, archiving, generating Javadocs, etc.с

Они включают:

К ним относятся инструменты управления ключами и сертификатами, которые используются для управления хранилищами ключей Java.

Java Keystore - это контейнер для сертификатов авторизации или сертификатов открытых ключей. Следовательно, он часто используется приложениями на основе Java для шифрования, аутентификации и обслуживания по HTTPS.

Кроме того, они помогают устанавливать политики безопасности в нашей системе и создавать приложения, которые могут работать в рамках этих политик в производственной среде. Они включают:

Некоторые инструменты безопасности также помогают управлять билетами Kerberos.

Kerberos - это протокол сетевой аутентификации.

Он работает на основе билетов, позволяющих узлам, осуществляющим связь по незащищенной сети, безопасно подтверждать свою идентичность друг другу:

Интернационализация - это процесс разработки приложения, чтобы его можно было адаптировать к различным языкам и регионам без технических изменений.

Для этой цели JDK предоставляетnative2ascii. Этот инструмент преобразует файл с символами, поддерживаемыми JRE, в файлы, закодированные в escape-последовательности ASCII или Unicode.

Инструменты RMI позволяют осуществлять удаленную связь между приложениями Java, тем самым предоставляя возможности для разработки распределенных приложений.

RMI позволяет объекту, запущенному в одной JVM, вызывать методы объекта, запущенного в другой JVM. Эти инструменты включают в себя:

Язык определения интерфейса Java (IDL) добавляет в платформу Java возможность общей объектно-ориентированной архитектуры брокера запросов (CORBA).

Эти инструменты позволяют распределенным веб-приложениям Java запускать операции в удаленных сетевых службах с использованием отраслевой стандартной группы управления объектами (OMG) - IDL.

Точно так же мы могли бы использовать интернет-протокол InterORB (IIOP).

RMI-IIOP, т.е. RMI поверх IIOP позволяет программировать серверы и приложения CORBA через API RMI. Таким образом, обеспечивается соединение между двумя приложениями, написанными на любом CORBA-совместимом языке, через Internet InterORB Protocol (IIOP).

Эти инструменты включают в себя:

These tools help in deploying Java applications and applets on the web. К ним относятся:

JDK предоставляет намhtmlconverter. Кроме того, он используется вместе с подключаемым модулем Java.

С одной стороны, Плагин Java устанавливает связь между популярными браузерами и платформой Java. В результате этого подключения апплеты на веб-сайте могут работать в браузере.

С другой стороны,htmlconverter - это утилита для преобразования HTML-страницы, содержащей апплеты, в формат для Java Plug-in.

JDK приноситjavaws. , мы можем использовать его вместе с Java Web Start.

This tool allows us to download and launch Java applications with a single click from the browser. Следовательно, нет необходимости запускать какой-либо процесс установки.

These are great tools that we can use to monitor JVM performance and resource consumption. Вот некоторые из них:

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