Java虚拟机的研究与实现

摘 要 本文在研究kaffe的基础上，吸收kaffe虚拟机的主要思想，用C语言作为开发语言，采用了及时编译器作为执行引擎，实现了一种Windows平台下的Java虚拟机。然后对实现过程中的一些关键技术如class文件验证、及时编译器、垃圾收集器、线程同步和线程调度等做了分析。

关键词 kaffe; C语言; 及时编译器;Java虚拟机

引言

Java虚拟机本质是就是一个程序，当它在命令行上启动的时候，就开始执行保存在某字节码文件中的指令。Java语言的可移植性正是建立在Java虚拟机的基础上。任何平台只要装有针对于该平台的Java虚拟机，字节码文件(.class)就可以在该平台上运行。这就是“一次编译，多次运行”。

kaffe虚拟机的简要分析

kaffe虚拟机采用了模块化的程序设计思想，它由多个独立的子系统组成。从功能模块上来分它主要分为:虚拟机总体驱动模块，类装载器模块，类执行模块， 数据区管理模块，内存管理模块，本地支持模块等等。kaffe虚拟机简要的程序流程图如图1所示。

图1 kaffe虚拟机简要的程序流程图

Java虚拟机的实现

Java 源程序的执行过程为: Java源程序(.java)经过Java编译器编译生成字节码文件(.class)，然后由类装载器将字节码文件装载到方法区中，然后进行连接验证，由Java虚拟机读取字节码，转换为特定平台的指令，并且在对应的CPU中执行。

本实现中采用的流程框架如下图所示:

图2 本实现的主要框架