「java机制」JAVA运行机制

本篇文章给大家谈谈java机制，以及JAVA运行机制对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、Java异常机制是什么？
• 2、Java语言的三种核心机制
• 3、java运行机制是什么？
• 4、Java类加载机制？
• 5、简述JAVA的工作机制？

Java异常机制是什么？

异常指不期而至的各种状况，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件，它发生在程序运行期间，干扰了正常的指令流程。Java通 过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而，Java异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的 错误条件。当条件生成时，错误将引发异常。\x0d\x0a一、相关知识\x0d\x0a1、在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable（可抛出）。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。\x0d\x0a Throwable： 有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。\x0d\x0a Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。\x0d\x0a Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。\x0d\x0a 注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。\x0d\x0a2、通常，Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常（checked exceptions）和不可查的异常（unchecked exceptions）。\x0d\x0a 可查异常（编译器要求必须处置的异常）：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况，但在一定程度上它的发生是可以预计的，而且一旦发生这种异常状况，就必须采取某种方式进行处理。除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。\x0d\x0a 不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。\x0d\x0a3、Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。\x0d\x0a 运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。\x0d\x0a 非运行时异常 （编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。\x0d\x0a二、处理机制\x0d\x0a 在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。\x0d\x0a 抛出异常：当一个方法出现错误引发异常时，方法创建异常对象并交付运行时系统，异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。\x0d\x0a 捕获异常：在方法抛出异常之后，运行时系统将转为寻找合适的异常处理器（exception handler）。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时，即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。\x0d\x0a 对于运行时异常、错误或可查异常，Java技术所要求的异常处理方式有所不同。\x0d\x0a 由于运行时异常的不可查性，为了更合理、更容易地实现应用程序，Java规定，运行时异常将由Java运行时系统自动抛出，允许应用程序忽略运行时异常。\x0d\x0a 对于方法运行中可能出现的Error，当运行方法不欲捕捉时，Java允许该方法不做任何抛出声明。因为，大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况，也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。\x0d\x0a 对于所有的可查异常，Java规定：一个方法必须捕捉，或者声明抛出方法之外。也就是说，当一个方法选择不捕捉可查异常时，它必须声明将抛出异常。\x0d\x0a 能够捕捉异常的方法，需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常，可能是由于自身语句所引发并抛出的异常，也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说，一个方法所能捕捉的异常，一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说，异常总是先被抛出，后被捕捉的。\x0d\x0a 任何Java代码都可以抛出异常，如：自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码，或者Java运行时系统。无论是谁，都可以通过Java的throw语句抛出异常。\x0d\x0a 从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。\x0d\x0a 捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。\x0d\x0a 总体来说，Java规定：对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。

Java语言的三种核心机制

Java语言包含三种核心机制：Java 虚拟机、垃圾收集机制和代码安全检测。

1、Java 虚拟机(Java Virtual Machine，JVM)

在一台计算机上由软件或硬件模拟的计算机。Java虚拟机读取并处理经编译过的平台无关的字节码class文件。

2、垃圾收集机制(Garbage collection)

在C/C++ 等语言中，由程序员负责回收无用内存。Java语言解除了程序员回收无用内存空间的责任。它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM的空闲时，检查并释放那些可被释放的存储器空间。垃圾收集在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。

3、代码安全性检测(Code Security)

Java执行代码的时候，由JVM对运行的代码进行安全性检测，当进行一些非法操作的时候，比如修改一些系统设置的时候，JVM会发出警告。

java运行机制是什么？

Java与其说是种语言，不如说是一种平台更为合适。Java的每一个类都有一个class文件和它对应，Java在程序的启动的时候将程序运行需要用到的类加载到虚拟机中，根据Java的虚拟机规范进行连接（动态连接），程序的组装是在运行的时候完成的。因此，Java程序非常容易进行组件式的开发，程序的组件非常的容易替换。

C++和其他的编译型的语言一样，它的程序的组装方式是一种传统的组装方式。C++在编译的时候生成适用于某一平台的二进制代码，在连接的时候找到需要调用的库，然后将这些库中的代码连接进可执行程序之中，生成的可执行程序运行速度非常的快，但是可执行代码已经变成了一个整体，不可能再分开。（未考虑动态链接的情况）

C++当然也可以以组件的形式开发，如COM，但那些都是基于动态链接库的，不可跨平台的，COM实际上也是定义了一个二进制的组件标准。是不可跨平台的。

Java类加载机制？

1，类的加载

每个开发人员对java.lang.ClassNotFoundExcetpion这个异常肯定都不陌生，这背后就涉及到了java技术体系中的类加载。Java的类加载机制是技术体系中比较核心的部分，虽然和大部分开发人员直接打交道不多，但是对其背后的机理有一定理解有助于排查程序中出现的类加载失败等技术问题，对理解java虚拟机的连接模型和java语言的动态性都有很大帮助。

那么什么是类的加载?

类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。

类加载器是Java语言的一个创新，也是Java语言流行的重要原因之一。它使得Java类可以被动态加载到Java虚拟机中并执行。类加载器从JDK1.0就出现了，最初是为了满足JavaApplet的需要而开发出来的。JavaApplet需要从远程下载Java类文件到浏览器中并执行。现在类加载器在Web容器和OSGi中得到了广泛的使用，而类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误(LinkageError错误)如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。

2，类的生命周期

类加载的过程中包括有加载，验证，准备，解析，初始化五个阶段。而需要注意的是在这五个阶段中，加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定，它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定(也成为动态绑定或晚期绑定)。另外注意这里的几个阶段是按顺序开始，而不是按顺序进行或完成，因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的，通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段。

加载：查找并加载类的二进制数据

加载时类加载过程的第一个阶段，在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情：

1、通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流。(并没有指明要从一个Class文件中获取，可以从其他渠道，譬如：网络、动态生成、数据库等)

2、将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。

3、在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为对方法区中这些数据的访问入口。

相对于类加载的其他阶段而言，加载阶段(准确地说，是加载阶段获取类的二进制字节流的动作)是可控性最强的阶段，电脑培训发现因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载，也可以自定义自己的类加载器来完成加载。

简述JAVA的工作机制？

java的跨平台即跨操作系统的平台,也就是说你写的java程序不需要修改就可以在不同的操作系统上运行windows,linux,unix,当然有个前提就是你的操作系统必须有java环境了，即安装了对应的jdk。应为java程序编译成class文件都交给JVM来处理了。\x0d\x0a\x0d\x0a在java之前，跨平台是很痛苦的事情，主要是因为所有对于系统的调用，在不同的操作系统下结果都不一样，简单的来说，int的长度在不同操作系统里面就不一样，甚至于连字节排列的顺序都不同。调用同一个函数返回的格式也不同，因此，写程序的人自己要对不同的系统非常了解，如果真的需要对不同操作系统进行兼容，要在程序里面写很多if，编译的时候要先判断使用的操作系统，创造很多环境变量才能编译，而且编译好的二进制可执行文件只能在本系统上运行。如果你写的是个功能库供别人调用的，那么光对操作系统的判断就占了代码的绝大部分，而且，还要你在不同平台下进行测试，这可是个艰苦卓绝的工作。\x0d\x0a\x0d\x0a自从有了java之后，就把操作系统兼容的工作丢给了jvm了，对于程序员来说就再也不要关心int有几位，还有高位在前还是地位在前的问题了，你只要用java的代码把你程序的逻辑实现出来就可以了，这些兼容的问题就交给jvm去处理吧。这样，如果你写一个程序交付给客户使用，如果客户的环境是运行AIX的，你就不需要在本地也装一个AIX来开发和运行，你可以在windows上完成所有的开发，然后把编译好的文件交给客户就可以了，以后有别的客户需要在Solaris上运行这个程序，你都不用修改，直接拿过去就可以运行，很方便！只有被跨平台开发折磨过的人才能更深得体会到用java开发跨平台应用的优势。

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