1.3.1　Java程序的運行機制

在編譯Hello World程序時會生成名叫Hello.class的中間文件，但該文件并非.exe那樣的可執行程序，而是Java特有的字節碼文件。在Windows系統上，通過Java命令可以運行.class文件，把.class文件原封不動地傳到Linux系統上，也能通過Linux的Java命令運行.class文件。這意味著編譯出來的.class文件是跨平臺的，不會因為操作系統的改變而失效。

跨平臺運行是Java編程的一大創舉，它減少了程序移植的工作量，切實提高了程序開發的效率。在Java誕生之前，多數編程語言的程序依賴于編譯時候的操作系統，一旦把程序挪到另一種系統上，那么該程序將無法正常運行。以C++為例，在Windows系統編譯出來的是.exe文件和.dll庫文件，但.exe與.dll文件不能在Linux系統上運行；在Linux系統編譯出來的是.o文件與.so庫文件，但.o與.so文件不能在Windows系統上運行。也就是說，C++做不到跨平臺運行，其代碼在不同系統上的編譯運行情況如圖1-36所示。

那么Java是怎樣實現跨平臺運行的呢？這緣于Java引進了虛擬機的概念。所謂虛擬機，指的是一個虛構出來的計算機，它通過模擬實際計算機的功能來接管程序對系統底層的調用。這相當于在程序與操作系統之間增加了一層媒介，程序只管與媒介溝通，不管與系統的交互，因為底層操作都交給媒介與系統溝通了。好比租房子，房東只需把鑰匙交給中介，接下來找租客、看房子等事項都讓中介去辦。

當然，虛擬機早就有了，只是Java將其發揚光大，為此制定了專門的Java虛擬機規范（Java Virtual Machine，JVM）。引入Java虛擬機之后，Java代碼編譯出來的class文件可以直接傳送到別的系統平臺運行，而無須在這些平臺上重新編譯。Java代碼在不同系統上的編譯運行情況如圖1-37所示。

圖1-36　C++代碼在不同系統上的編譯運行情況

圖1-37　Java代碼在不同系統上的編譯運行情況

任何系統平臺，只要事先安裝了該平臺對應的Java虛擬機，就能讓class文件在它上面運行，從而實現“一次編譯，到處運行”的美好愿景。