相信刚开始学习Java的同学一定见过“JVM、JDK、JRE”这三个专有名词,那他们到底代表的是什么,三者之间又有何种关系呢?
下面我们先来介绍一下三者:
1.JVM
JVM:Java 虚拟机(Java Virtual Machine, JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译,随处可以运行”的关键所在。
JVM的主要功能包括:
- 加载类:通过类加载器(ClassLoader)将Java类文件加载到内存中。
- 字节码执行:JVM将Java字节码(.class文件)翻译成具体操作系统的机器码并执行。
- 内存管理:JVM管理内存,包括堆(Heap)、栈(Stack)、方法区(Method Area)、本地方法栈(Native Method Stack)和程序计数器(Program Counter)。其中,堆用于存储对象,栈则保存方法调用和局部变量。
- 垃圾回收:JVM自动管理内存中的垃圾回收(Garbage Collection, GC),释放不再使用的对象占用的内存。
- 跨平台性:Java的“编写一次,处处运行”正是通过JVM实现的。JVM为不同的操作系统提供了不同的实现,确保相同的字节码可以在任何支持JVM的平台上运行。
2.JRE
JRE:JRE(Java Runtime Environment) 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,主要包括 Java 虚拟机(JVM)、Java 基础类库(Class Library)。
JRE的主要组成部分:
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JVM(Java虚拟机): JVM是JRE的核心部分,负责执行Java字节码(.class文件),将其翻译为特定操作系统的机器码。JVM是实现Java跨平台特性的关键,使得Java程序能够在不同的操作系统上运行。
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类库(核心类库): JRE包含了一系列标准的Java类库,这些类库为Java应用提供了常用功能,比如:
- 基础数据结构:如集合(List、Set、Map等)。
- I/O操作:文件读写、输入输出流操作等。
- 网络通信:如Socket、HTTP连接等。
- 多线程和并发:Java中的线程和并发控制。
- 图形界面:如AWT、Swing等用于图形用户界面的库。
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Java类加载器: JRE包含的类加载器(Class Loader)负责将Java类文件加载到内存中。它的作用是根据程序的需求,动态加载需要的类。
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垃圾回收机制(Garbage Collection, GC): JRE管理应用程序的内存分配和释放,自动回收不再使用的对象,避免内存泄漏和手动内存管理带来的复杂性。
JRE的主要用途:
JRE的主要作用是为Java程序提供一个运行时环境,而不是开发环境。如果你只想运行Java应用程序,安装JRE就足够了。它是:
- 用户端环境:对于普通用户来说,他们不需要编写Java代码,安装JRE即可运行Java应用。
- 跨平台支持:通过JVM,JRE保证了Java程序在不同平台上的一致运行行为。
3.JDK
JDK:JDK(Java Development Kit),它是功能齐全的 Java SDK,是提供给开发者使用,能够创建和编译 Java 程序的开发套件。它包含了 JRE,同时还包含了编译 java 源码的编译器 javac 以及一些其他工具比如 javadoc(文档注释工具)、jdb(调试器)、jconsole(基于 JMX 的可视化监控⼯具)、javap(反编译工具)等等。
JDK的主要组成部分:
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JVM(Java Virtual Machine,Java虚拟机): JDK包含JVM,用于运行编译后的Java字节码。虽然JDK内含JVM,但它不仅仅是用于运行Java程序,还包含了开发相关的工具和库。
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JRE(Java Runtime Environment,Java运行时环境): JRE是JDK的一部分,它包含了JVM和一些基础类库,主要用于运行Java应用程序。没有开发工具,是运行时的环境。
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开发工具: JDK提供了许多开发工具,帮助开发人员完成从源代码编写到程序运行的全过程:
- javac:Java编译器,用于将Java源代码(.java文件)编译成字节码(.class文件)。
- java:JVM的入口,用于运行编译后的字节码。
- javadoc:用于生成Java文档的工具,它可以从源代码中的注释生成HTML格式的API文档。
- jdb:Java调试器,用于调试Java应用程序。
- jar:打包工具,可以将多个.class文件打包成一个.jar文件(Java归档文件)。
- javap:Java反汇编工具,用于查看字节码文件的内部结构。
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类库(Libraries): JDK还包含了大量的标准类库,这些库为Java程序提供了各种基础功能,如数据结构、文件操作、网络通信、图形界面、并发编程等。这些类库使得开发人员不必从零开始编写这些功能,大大提高了开发效率。
3.JVM、JRE、JDK关系与区别
JVM(Java Virtual Machine)、JRE(Java Runtime Environment)和JDK(Java Development Kit)是Java开发和运行环境中的三个重要组成部分,它们之间既有联系又有区别。下面是它们的关系与区别:
三者的定义:
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JVM(Java虚拟机): JVM是Java虚拟机,它是Java运行时环境中的核心部分。JVM负责执行Java字节码,将其翻译为具体平台上的机器指令。JVM是Java跨平台特性的实现者,确保同一个Java程序可以在不同操作系统上运行。
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JRE(Java运行时环境): JRE包含JVM以及Java标准类库等资源。它提供了运行Java应用程序所需的所有环境,但不包括开发工具。JRE专为普通用户运行Java程序设计,比如桌面应用程序或Java Web应用。它包含JVM,并且负责Java应用的执行。
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JDK(Java开发工具包): JDK是开发人员使用的工具包,它包含JRE、JVM,以及用于编写、编译、调试和打包Java程序的开发工具(如
javac
编译器、javadoc
文档生成器、jar
打包工具等)。JDK是编写和构建Java应用的必备工具。
三者关系:
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JVM是JRE的一部分:JVM负责执行Java字节码,是Java程序运行的核心,但它并不包括Java类库和其他运行环境所需的资源。JVM由JRE包裹,JRE通过提供标准类库、类加载器、垃圾回收机制等,来支持JVM运行Java程序。
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JRE是JDK的一部分:JRE是用于运行Java程序的环境,而JDK是用于开发Java程序的工具包。JDK不仅包含JRE(也就是运行Java程序的能力),还包含了开发工具,如编译器、调试器等。
因此,JDK包含JRE,JRE包含JVM,它们的层级关系如下:
JDK
└── JRE
└── JVM
- JVM:执行Java字节码,翻译为机器码。
- JRE:包含JVM和Java标准类库,提供运行Java程序的环境。
- JDK:包含JRE和开发工具,提供开发和运行Java程序的完整工具包。
总结:
- JVM是核心,用于执行Java字节码;
- JRE在JVM的基础上,提供运行环境,使得Java程序可以运行;
- JDK不仅包含JRE,还提供开发工具,供开发人员编写、编译和调试Java程序。
JVM负责程序的执行,JRE确保Java程序能运行,而JDK则是为Java开发提供工具。
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