JDK、JRE 和 JVM 的区别和联系

三者关系

就这三者的关系而言，jvm是jre的子集，jre是jdk的子集，具体关系如下图：

Java的执行流程

对于一个Java程序，其执行流程大致如下：

1. 开发人员使用JDK编写和编译Java源代码，生成Java字节码文件（.class文件）。

2. 在目标计算机上，通过命令行或集成开发环境（IDE）运行Java程序。此时，JVM会加载并执行Java字节码（.class文件）。

3. JVM执行Java程序，按照程序的逻辑执行各个方法和语句，调用JRE中的类库。

4. 在程序执行期间，JVM负责内存管理、垃圾回收，处理异常以及映射到本地系统。

下面是这三者的概念的具体解释 

JDK（Java 开发工具包）：

1. Java 编译器（javac）：用于将 Java 源代码文件（.java 文件）编译成 Java 字节码文件（.class 文件）的工具。这是将源代码转换为可执行程序的关键步骤。

2. Java 虚拟机（JVM）：JDK 包含 Java 虚拟机，它负责在计算机上执行 Java 字节码。JVM 是 Java 应用程序的运行时引擎，它负责加载字节码并将其转换为机器代码。

3. Java 核心类库：JDK 包括了 Java 编程语言的核心类库，这些库包含了许多常用的类和方法，用于各种任务，如字符串处理、集合操作、文件操作、输入输出等。

4. 开发工具：JDK 提供了各种开发工具，包括调试器（jdb）、文档生成工具（javadoc）、性能分析器、反编译器等，这些工具帮助开发人员编写、测试和优化 Java 代码。

5. 头文件和开发库：JDK 包含了头文件和开发库，这些文件用于开发本机方法和与 Java 本机接口（JNI）相关的功能。这允许 Java 代码与本机库进行交互，从而扩展 Java 的功能。

6. 示例代码和演示：JDK 包括一些示例代码和演示，这些示例帮助开发人员学习如何使用不同的 Java 类和库。

7. API 文档：JDK 包括完整的 Java API 文档，可以在本地或在线访问。这些文档提供了有关 Java 类、方法和包的详细信息，以及示例代码和用法说明。

8. 其他工具和实用程序：JDK 还包含其他实用工具和实用程序，如键库管理工具（keytool）用于管理数字证书和密钥库，以及部署工具用于将应用程序部署到服务器上。

JRE（Java 运行时环境）：

1. Java 虚拟机（JVM）：JVM 是 JRE 的核心组件，它负责执行 Java 字节码并管理 Java 程序的运行时环境。

2. 核心类库（Core Libraries）：JRE 包括了一系列的核心类库，这些类库包含了 Java 编程语言的基本功能和工具。一些重要的核心库包括：

   • java.lang：提供了 Java 语言的基本类和异常处理机制。
   • java.util：包含各种实用工具类，例如集合框架（如 ArrayList、HashMap）和日期时间处理类。
   • java.io：用于输入和输出操作的类库，包括文件操作和流处理。
   • java.net：用于网络通信的类库，支持创建网络连接和数据传输。

3. AWT 和 Swing（用户界面库）：JRE 包括 Abstract Window Toolkit (AWT) 和 Swing，这些库用于创建图形用户界面（GUI）应用程序。它们提供了各种组件和工具，允许开发人员构建交互式的窗口应用程序。

4. Java 核心包（Java API）：JRE 还包括其他的 Java API，用于访问不同领域的功能和服务，如数据库访问（JDBC）、XML 处理（Java XML API）、安全性（Java Security API）等。

5. Java 运行时支持：JRE 包括支持 Java 程序的运行时环境，包括内存管理、垃圾回收、线程管理等。这些组件保证了 Java 程序的稳定性和性能。

6. 部分标准扩展（Optional Extensions）：JRE 还可以包括一些可选的扩展，这些扩展提供了额外的功能，如 Java Naming and Directory Interface (JNDI)、Java Authentication and Authorization Service (JAAS) 等。这些扩展通常不是所有 JRE 实现的一部分，而是根据需要进行安装或配置。

JVM（Java 虚拟机）：

1. 类加载器（Class Loader）：

   • 类加载器负责加载类文件并将其转换为 JVM 内部的数据结构。JVM 支持多个类加载器，包括启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器，它们按照不同的类路径加载类文件。

2. 运行时数据区域（Runtime Data Areas）：

   • JVM 包括多个运行时数据区域，用于存储程序执行期间所需的数据和信息。这些数据区域包括：
     • 方法区（Method Area）：用于存储类的结构信息、静态变量、常量池等。
     • 堆（Heap）：用于存储对象实例，包括由程序员创建的对象和Java虚拟机创建的对象（例如字符串池和类的实例）。
     • 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）：每个线程都有一个虚拟机栈，用于存储方法的局部变量和部分计算结果，以及用于方法调用和返回的操作。
     • 本地方法栈（Native Method Stack）：类似于虚拟机栈，但用于本地方法（通过JNI接口调用的方法）的执行。
     • 程序计数器（Program Counter）：用于指示当前线程正在执行的指令地址。

3. 执行引擎（Execution Engine）：

   • 执行引擎负责执行 Java 字节码。它包括解释器和即时编译器（JIT 编译器），可以将字节码转化为本地机器代码以提高执行速度。

4. 本地接口（Native Interface）：

   • JVM 提供了本地接口，允许 Java 程序与本地代码（如C/C++）进行交互。这通过 Java Native Interface（JNI）来实现。

5. 本地方法库（Native Method Libraries）：

   • JVM 包括一组本地方法库，这些库包含了 Java 标准库中的一些方法的本地实现，以及其他与底层操作系统和硬件相关的功能。

6. 安全性和内存管理（Security and Memory Management）：

   • JVM 负责内存管理，包括自动内存回收（垃圾回收）以释放不再使用的对象。它还实施了许多安全性功能，如类加载器安全性、访问控制和沙箱安全性。

7. 多线程支持（Multithreading Support）：

   • JVM 允许 Java 程序创建和管理多个线程，以便并发执行代码。

8. 垃圾回收器（Garbage Collector）：

   • 垃圾回收器是 JVM 的一部分，负责识别和回收不再被引用的对象，以释放内存空间。