java虚拟机如何将用户级函数与其内部函数连接起来？

Question

JVM 如何将 API 翻译为 JVM 内部的实现？

与“Linux Kernel syscall”实现类似吗？如果是的话，这些接口在哪里？希望看到源码。

图来自https://www.artima.com/insidejvm/ed2/introarch4.html

例如,

任何 Java 虚拟机实现都必须注意将类 ClassLoader 的这些方法连接到内部类加载器子系统。

https://www.artima.com/insidejvm/ed2/jvmP.html

Answer 1

您链接的API（https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/）基本上是一个普通的类库。当您安装了 JDK 后，将会有一个文件

src.zip

或

src.jar

（具体取决于版本），其中包含该库大部分的纯 Java 源代码。在 Java 8 及之前的所有版本中，编译后的 API 类均以普通

jar

文件形式提供，大多数 API 类位于

rt.jar

中。从 Java 9 开始，使用了新的模块文件，但大部分 API 仍然作为普通 Java 代码实现。

您甚至可以在线浏览某些版本的源代码，例如这是版本 8、更新 40、测试版 25 的

Object.toString()

的实现，托管于

grepcode.com

。

因此，对于大多数方法来说，当您调用 API 方法时，不涉及任何“类似于‘Linux 内核系统调用’”的内容。它的工作方式与普通方法调用类似，优化器甚至可以在运行时将 JRE 特定代码内联到应用程序的代码中。您还可以在调试时单步执行 JRE 的代码。

只有少数方法没有以纯 Java 代码的形式实现，例如

Object.getClass()

是一个

native

方法，只能以 JVM 特定方式实现。

实现这些方法有两种通用方法。有一个标准化接口，JNI，允许任意本机代码和 Java 代码交互。它包括声明

native

的 Java 方法的调用与其通过 JNI 的实现之间的特殊链接。但有些方法被 JVM 作为“内在操作”处理，这意味着这些众所周知的方法（例如 getClass()）的调用是由解释器/优化器直接处理，就像专用的字节码指令一样。当存在特定于平台的更有效的替代方案时，这种非常有效的处理有时甚至用于具有普通 Java 实现的方法。例如，Integer.rotateLeft

和

rotateRight具有纯Java实现，但如果运行时实际使用的CPU具有用于按位旋转的专用指令，则所有优化JVM将使用这些CPU指令将这些方法的调用替换为内部操作。