исполнительная среда java что это
Java Runtime Environment 10.0.2
Java Runtime Environment – это виртуальная машина, которая содержит собственную среду разработки и определённые Java-библиотеки. В первую очередь, она необходима для запуска некоторых игр и приложений, которые разрабатывались по Java-технологии (например, Minecraft и ему-подобные игры).
Пакеты для эффективной работы
Java Runtime Environment содержит в себе следующие компоненты:
Поддержка приложений
ПО позволяет корректно отображать старые сайты, где часть функционала работает на языке Java. Также оно позволяет запускать на компьютере многие инди и онлайн-игры. Плюс, некоторые web-приложения в социальных сетях для корректной работы тоже требуют установленной на компьютере Java Runtime Environment.
Более полезным данное ПО окажется для офисных работников и разработчиков. В первом случае оно позволит производить закрытую отчётность, проводить работы с важными документами в рамках корпоративной сети. Во втором случае оно способно заинтересовать разработчиков, пишущих на языке Java и не только. По заверению разработчиков JRE – программа гарантирует надёжность, комфорт работы и безопасность обрабатываемых данных.
Принцип работы Java Runtime Environment
Рядовому пользователю достаточно будет только установить программу и перезагрузить компьютер, после чего все приложения, которым требуется JRE, будут работать без каких-либо проблем. То же самое касается отображения Java-контента в браузере. В-основном, после установки вам практически не понадобится открывать JRE, так как ПО будет работать в фоновом режиме.
В качестве исключения можно рассматривать некоторых программистов и системных администраторов. Возможно, им придётся заходить в панель управления программы и производить там некоторые манипуляции. Но, в большинстве случаев, обращаться к Java Runtime Environment придётся для загрузки обновлений или отключения ПО. Во время обновления можно пользоваться компьютером без каких-либо ограничений.
Достоинства
Недостатки
Java Runtime Environment обязательна к установки тем, кто проводит много времени в онлайн-играх, работает с различными документами в интернете или изучает языки программирования (особенно Java). Данная программа мало весит и устанавливается в пару кликов, а после установки практически не требует никакого вмешательства.
Что такое JRE? Введение в среду выполнения Java
Java Development Kit (JDK), виртуальная машина Java (JVM) и среда выполнения Java (JRE) вместе образуют мощное сочетание компонентов платформы Java для разработки и запуска приложений Java. Ранее я писал о JDK и JVM, а в этом кратком руководстве вы узнаете о JRE, или что такое среда выполнения Java.
Мы углубимся в то, как эти компоненты работают вместе в следующих разделах.
Установка JDK, JRE и JVM
В любое время можно скачать пакет JDK, он будет включать в себя совместимости с версией JRE, а JRE будет включать по умолчанию JVM. Вы также можете скачать JRE отдельно от JDK, и вы можете выбрать из множества Jvm. Значения по умолчанию хорошо работают для большинства реализаций, особенно когда вы начинаете учиться Java.
Что такое среда выполнения?
Программа должна выполняться, и для этого ей нужна среда для работы. Среда выполнения загружает файлы классов и обеспечивает доступ к памяти и другим системным ресурсам для их запуска. В прошлом большинство программ использовали операционную систему (ОС) в качестве среды выполнения. Программа запускалась внутри любого компьютера, на котором она была, но полагалась на настройки операционной системы для доступа к ресурсам. Ресурсами в этом случае будут такие вещи, как память, программные файлы и зависимости. Среда выполнения Java изменила все это, по крайней мере, для программ Java.
Когда был впервые представлен принцип Java «Написано один раз – выполняется везде», он считался революционным, но сегодня принят в качестве нормы для большинства программных систем.
Среда выполнения Java
JRE сглаживает разнообразие операционных систем, гарантируя, что программы Java могут работать практически на любой ОС без изменений. Он также предоставляет дополнительные услуги. Автоматическое управление памятью является одним из наиболее важных сервисов JRE, гарантируя, что программистам не придётся вручную контролировать выделение и перераспределение памяти.
Короче говоря, JRE является своего рода meta-OS для программ Java. Это классический пример абстрагирования, абстрагирования базовой операционной системы в согласованное платформа для запуска Java-приложений.
Как JRE работает с JVM
JRE содержит библиотеки и программное обеспечение, необходимые для работы программ Java. Как пример, Ява загрузчик класса является частью среды выполнения Java. Эта важная часть программного обеспечения загружает скомпилированный код Java в память и соединяет код с соответствующими библиотеками классов Java.
В слоистом виде, который я только что описал, JVM создается JRE. С точки зрения пакета JRE содержит JVM, как показано на рисунке ниже
В то время как есть концептуальная сторона JRE, в реальной практике это просто программное обеспечение, установленное на компьютере, целью которого является запуск программ Java. Как разработчик, вы будете в основном работать с JDK и JVM, потому что это компоненты платформы, которые вы используете для разработки и запуска программ Java. Как пользователь приложения Java, вы были бы более вовлечены в JRE, что позволяет запускать эти программы.
В большинстве случаев, ваш компьютер будет поставляться с уже установленной Java, и JRE будет включен. Если вам когда-нибудь понадобится, чтобы вручную установить или обновить, вы можете скачать текущую версию JRE от Oracle.
Среда выполнения Java обновляется для каждой новой версии Java, и ее номера версий совпадают с системой управления версиями платформы Java, так например jre 1.8 выполняет Java 8. В то время как у вас есть множество пакетов JDK на выбор (например, Enterprise Edition или Standard Edition), это не относится к JRE. Большинство компьютеров используют JRE, разработанный для Java SE, который может запускать любое приложение Java независимо от того, как оно было разработано. Большинство мобильных устройств поставляются с JRE для Java ME, который предварительно установлен на мобильном устройстве и не доступен для загрузки.
JRE не очень заметен на этапе разработки, где он в основном просто запускает ваши программы в ОС или IDE по вашему выбору. JRE играет немного более заметную роль devops и администрирование систем, потому что он используется для мониторинга и конфигурации.
В основном, JRE предоставляет «ручки», которые вы использовали бы для настройки и управления характеристиками приложения Java. Использование памяти является ярким примером. Использование памяти всегда важно, например в облачных конфигурациях, а devops-это облачная технология. Если вы работаете в среде devops или заинтересованы в развертывании devops, лучше понять, как работает память Java и как она отслеживается в JRE.
Devops или sysadmin?
Память Java состоит из трех компонентов: heap, stack и metaspace (который ранее назывался permgen).
Управление памятью в Java 8
Другие параметры памяти, куча и стек, остаются теми же в Java 8.
Настройка пространства кучи
Настройка пространства стека
Пространство стека, где вызовы функций и переменных ссылки ставятся в очередь. Пространство стека является источником второй самой печально известной ошибки в программировании Java: исключение переполнения стека (первое является нулевым исключением указателя). В переполнение стека исключений указывает на то, что у вас нет места в стеке, потому что слишком много было зарезервировано. Обычно вы получаете переполнение стека, когда метод или методы вызывают друг друга циклическим образом, тем самым посвящая постоянно растущее число вызовов функции в стек.
Мониторинг приложений Java
Хотя мониторинг приложений является функцией JVM, JRE предоставляет параметры конфигурации, которые являются необходимыми базовыми вещами для мониторинга. Различные инструменты доступны для мониторинга Java-приложений, от классики (вроде команд Unix top) до сложных решений дистанционного контроля от Oracle для мониторинга инфраструктуры.
Между этими вариантами расположены визуальные профайлеры VisualVM, которые позволяют работать на запущенной виртуальной машине. Эти инструменты дают возможность отслеживать утечки памяти, а также наблюдать общее потребление памяти в вашей системе.
статьи IT, java, jre
Инструменты для запуска и разработки Java приложений, компиляция, выполнение на JVM
Ни для кого не секрет, что на данный момент Java — один из самых популярных языков программирования в мире. Дата официального выпуска Java — 23 мая 1995 года.
Эта статья посвящена основам основ: в ней изложены базовые особенности языка, которые придутся кстати начинающим “джавистам”, а опытные Java-разработчики смогут освежить свои знания.
* Статья подготовлена на основе доклада Евгения Фраймана — Java разработчика компании IntexSoft.
В статье присутствуют ссылки на внешние материалы.
1. JDK, JRE, JVM
Java Development Kit — комплект разработчика приложений на языке Java. Он включает в себя Java Development Tools и среду выполнения Java — JRE (Java Runtime Environment).
Java development tools включают в себя около 40 различных тулов: javac (компилятор), java (лаунчер для приложений), javap (java class file disassembler), jdb (java debugger) и др.
Среда выполнения JRE — это пакет всего необходимого для запуска скомпилированной Java-программы. Включает в себя виртуальную машину JVM и библиотеку классов Java — Java Class Library.
JVM — это программа, предназначенная для выполнения байт-кода. Первое преимущество JVM — это принцип “Write once, run anywhere”. Он означает, что приложение, написанное на Java, будет работать одинаково на всех платформах. Это является большим преимуществом JVM и самой Java.
До появления Java, многие компьютерные программы были написаны под определенные компьютерные системы, а предпочтение отдавалось ручному управлению памятью, как более эффективному и предсказуемому. Со второй половины 1990-х годов, после появления Java, автоматическое управление памятью стало общей практикой.
Существует множество реализаций JVM, как коммерческих, так и с открытым кодом. Одна из целей создания новых JVM — увеличение производительности для конкретной платформы. Каждая JVM пишется под платформу отдельно, при этом есть возможность написать ее так, чтобы она работала быстрее на конкретной платформе. Самая распространённая реализация JVM — это JVM Hotspot от OpenJDK. Также есть реализации IBM J9, Excelsior JET.
2. Выполнение кода на JVM
Согласно спецификации Java SE, для того, чтобы получить код, работающий в JVM, необходимо выполнить 3 этапа:
3. Загрузчики классов и их иерархия
Вернемся к загрузчикам классов — это специальные классы, которые являются частью JVM. Они загружают классы в память и делают их доступными для выполнения. Загрузчики работают со всеми классами: и с нашими, и с теми, которые непосредственно нужны для Java.
Представьте ситуацию: мы написали свое приложение, и помимо стандартных классов там есть наши классы, и их очень много. Как с этим будет работать JVM? В Java реализована отложенная загрузка классов, иными словами lazy loading. Это значит, что загрузка классов не будет выполняться до тех пор, пока в приложении не встретится обращение к классу.
Иерархия загрузчиков классов
Первый загрузчик классов — это Bootstrap classloader. Он написан на C++. Это базовый загрузчик, который загружает все системные классы из архива rt.jar. При этом, есть небольшое отличие между загрузкой классов из rt.jar и наших классов: когда JVM загружает классы из rt.jar, она не выполняет все этапы проверки, которые выполняются при загрузке любого другого класс-файла т.к. JVM изначально известно, что все эти классы уже проверены. Поэтому, включать в этот архив какие-либо свои файлы не стоит.
Следующий загрузчик — это Extension classloader. Он загружает классы расширений из папки jre/lib/ext. Допустим, вы хотите, чтобы какой-то класс загружался каждый раз при старте Java машины. Для этого вы можете скопировать исходный файл класса в эту папку, и он будет автоматически загружаться.
Еще один загрузчик — System classloader. Он загружает классы из classpath’а, который мы указали при запуске приложения.
Процесс загрузки классов происходит по иерархии:
4. Структура Сlass-файлов и процесс загрузки
Перейдем непосредственно к структуре Class-файлов.
Все числа, строки, указатели на классы, поля и методы хранятся в Сonstant pool — области памяти Meta space. Описание класса хранится там же и содержит имя, модификаторы, супер-класс, супер-интерфейсы, поля, методы и атрибуты. Атрибуты, в свою очередь, могут содержать любую дополнительную информацию.
Таким образом, при загрузке классов:
5. Исполнение байт-кода на JVM
В первую очередь, для исполнения байт-кода, JVM может его интерпретировать. Интерпретация — довольно медленный процесс. В процессе интерпретации, интерпретатор “бежит” построчно по класс-файлу и переводит его в команды, которые понятны JVM.
Также JVM может его транслировать, т.е. скомпилировать в машинный код, который будет исполняться непосредственно на CPU.
Команды, которые исполняются часто, не будут интерпретироваться, а сразу будут транслироваться.
6. Компиляция
Компилятор — это программа, которая преобразует исходные части программ, написанные на языке программирования высокого уровня, в программу на машинном языке, “понятную” компьютеру.
Компиляторы делятся на:
Также компиляторы могут классифицироваться по моменту компиляции:
7. Организация памяти в Java
Стек — это область памяти в Java, которая работает по схеме LIFO — “Last in — Fisrt Out” или “Последним вошел, первым вышел”.
Он нужен для того, чтобы хранить методы. Переменные в стеке существуют до тех пор, пока выполняется метод в котором они были созданы.
Когда вызывается любой метод в Java, создается фрейм или область памяти в стеке, и метод кладется на его вершину. Когда метод завершает выполнение, он удаляется из памяти, тем самым освобождая память для следующих методов. Если память стека будет заполнена, Java бросит исключение java.lang.StackOverFlowError. К примеру, это может произойти, если у нас будет рекурсивная функция, которая будет вызывать сама себя и памяти в стеке не будет хватать.
Ключевые особенности стека:
Куча разбита на несколько более мелких частей, называемых поколениями:
Почему отказались от Permanent generation? В первую очередь, это из-за ошибки, которая была связана с переполнением области: так как Perm имел константный размер и не мог расширяться динамически, рано или поздно память заканчивалась, кидалась ошибка, и приложение падало.
Meta space же имеет динамический размер, и во время исполнения он может расширяться до размеров памяти JVM.
Ключевые особенности кучи:
Основываясь на информации выше, рассмотрим, как происходит управление памятью на простом примере:
У нас есть класс App, в котором единственный метод main состоит из:
— примитивной переменой id типа int со значением 23
— ссылочной переменной pName типа String со значением Jon
— ссылочной переменной p типа person
Как уже упоминалось, при вызове метода на вершине стека создаётся область памяти, в которой хранятся данные, необходимые этому методу для выполнения.
В нашем случае, это ссылка на класс person: сам объект хранится в куче, а в стеке хранится ссылка. Также в стек кладется ссылка на строку, а сама строка хранится в куче в String pool. Примитив хранится непосредственно в стеке.
Для вызова конструктора с параметрами Person (String) из метода main() в стеке, поверх предыдущего вызова main() создается в стеке отдельный фрейм, который хранит:
— this — ссылка на текущий объект
— примитивное значение id
— ссылочную переменную personName, которая указывает на строку в String Pool.
После того, как мы вызвали конструктор, вызывается setPersonName(), после чего снова создается новый фрейм в стеке, где хранятся те же данные: ссылка на объект, ссылка на строку, значение переменной.
Таким образом, когда выполнится метод setter, фрейм пропадет, стек очистится. Далее выполняется конструктор, очищается фрейм, который был создан под конструктор, после чего метод main() завершает свою работу и тоже удаляется из стека.
Если будут вызваны другие методы, для них будут также созданы новые фреймы с контекстом этих конкретных методов.
8. Garbage collector
В куче работает Garbage collector — программа, работающая на виртуальной машине Java, которая избавляется от объектов, к которым невозможно получить доступ.
Разные JVM могут иметь различные алгоритмы сборки мусора, также существуют разные сборщики мусора.
Мы поговорим о самом простом сборщике Serial GC. Сборку мусора мы запрашиваем при помощи System.gc().
Как уже было упомянуто выше, куча разбита на 2 области: New generation и Old generation.
New generation (младшее поколение) включает в себя 3 региона: Eden, Survivor 0 и Survivor 1.
Old generation включает в себя регион Tenured.
Что происходит, когда мы создаем в Java объект?
В первую очередь объект попадает в Eden. Если мы создали уже много объектов и в Eden уже нет места, срабатывает сборщик мусора и освобождает память. Это, так называемая, малая сборка мусора — на первом проходе он очищает область Eden и кладёт “выжившие” объекты в регион Survivor 0. Таким образом регион Eden полностью высвобождается.
Если произошло так, что область Eden снова была заполнена, garbage collector начинает работу с областью Eden и областью Survivor 0, которая занята на данный момент. После очищения выжившие объекты попадут в другой регион — Survivor 1, а два остальных останутся чистыми. При последующей сборке мусора в качестве региона назначения опять будет выбран Survivor 0. Именно поэтому важно, чтобы один из регионов Survivor всегда был пустым.
JVM следит за объектами, которые постоянно копируются и перемещаются из одного региона в другой. И для того, чтобы оптимизировать данный механизм, после определённого порога сборщик мусора перемещает такие объекты в регион Tenured.
Когда в Tenured места для новых объектов не хватает, происходит полная сборка мусора — Mark-Sweep-Compact.
Во время этого механизма определяется, какие объекты больше не используются, регион очищается от этих объектов, и область памяти Tenured дефрагментируется, т.е. последовательно заполняется нужными объектами.
Java SE и Java EE: различия, характеристики и подробный обзор
Сегодня мы поговорим с в ами о том, какая разница существует между Java SE и Java EE — основных продуктов Java Oracle (Ява Оракл). Сама по себе технология разработки Ява — это совмещение 2-х компонентов внутри:
Язык программирования Java собрал в себе современность, объектную ориентированность, высокий уровень языка, особый синтаксис и собственный стиль.
Платформа Ява — это собственная среда для разработки, где работают программы, которые писались на языке программирования Java.
Среда разработки, чтобы программировать на языке Java
На данный момент есть всего 4 подобны х среды:
Java SE (Standar d Edition)
Среда Java SE вбирает в себя:
Java EE (Enterprise Edition)
Java ME (Micro Edition)
Java FX
Ява FX — это полноценная среда, которая часто применяется для создания функционального приложения с возможностью применения облегченного API. Программа на Java FX пользуется аппаратной, ускоренной графикой и медиа-движком, чтобы воспользоваться достоинством современного внешнего вида, ну и чтобы использовать производительность на максимуме.
В Java SE пишутся приложения, имеющие возможность запускаться как простые java-программы внутри самого контейнера. А в Java EE возможно делать то же самое, однако она еще предоставляет в ам более широкие возможности управления и возможность поточного масштабирования.
Если попытаться подытожить, то Java EE = Java SE + дополнительные библиотеки + наличие фреймворков + технологические спецификации, расширяющие ваши возможности управления. Вот и вся разница и все различия в данных продуктах Java Oracle (Ява Оракл).
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Java Blog
Как работает JVM
Java-приложения называются WORA (Write Once Run Anywhere, Пиши однажды запускай везде). Это означает, что программист может разрабатывать код Java в одной системе и ожидать, что он будет работать в любой другой системе с поддержкой Java без каких-либо настроек. Это все возможно благодаря JVM.
Подсистема загрузчика классов (Class Loader Subsystem)
В основном подсистема загрузчика классов отвечает за три вида деятельности.
Связывание (Linking): выполняет проверку, подготовку и (необязательно) разрешение.
Инициализация (Initialization): на этом этапе всем статическим переменным присваиваются их значения, определенные в коде и статическом блоке (если есть). Это выполняется сверху вниз в классе и от родителя к потомку в иерархии классов.
В общем, есть три загрузчика классов:
Примечание: JVM следует принципу делегирования-иерархии для загрузки классов. Загрузчик классов системы делегирует запрос на загрузку в загрузчик классов расширения и загрузчик классов расширения делегирует запрос в загрузчик класса начальной загрузки. Если класс найден в пути начальной загрузки, класс загружается, в противном случае запрос снова передается загрузчику классов расширения, а затем загрузчику классов системы. Наконец, если загрузчик классов системы не может загрузить класс, мы получаем исключение java.lang.ClassNotFoundException во время выполнения.
Память JVM
Область метода: в области метода хранится вся информация уровня класса, такая как имя класса, имя непосредственного родительского класса, информация о методах и переменных и т. д., включая статические переменные. В JVM есть только одна область методов, и это общий ресурс.
Область кучи (heap): информация обо всех объектах хранится в области кучи. Существует также одна область кучи на JVM. Это также общий ресурс.
Область стека: для каждого потока (thread) JVM создает один стек времени исполнения, который хранится здесь. Каждый блок этого стека называется активационной записью/кадром стека, в котором хранятся вызовы методов. Все локальные переменные этого метода хранятся в соответствующем кадре. После завершения потока стек его выполнения будет уничтожен JVM. Это не общий ресурс.
Регистры компьютера: хранить адрес текущей инструкции исполнения потока. Очевидно, что каждый поток имеет отдельные регистры компьютера.
Стеки нативного метода: для каждого потока создается отдельный нативный стек. Он хранит информацию о нативных методах.
Среда исполнения
Нативный интерфейс Java (JNI)
Это интерфейс, который взаимодействует с библиотеками нативных методов и предоставляет нативные библиотеки (C, C++), необходимые для выполнения. Это позволяет JVM вызывать библиотеки C/C++ и вызываться библиотеками C/C++, которые могут быть специфичными для аппаратного обеспечения.
Библиотеки нативных методов
Это коллекция нативных библиотек (C, C++), которые требуются для механизма исполнения.