實現 Java 平臺的三種方式

2019-11-18 13:46:10

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供稿：網友

　　廣泛地說，只要能執行 java bytecode 者，就可以稱為 Java 平臺（Java platform）。大致上，實現 Java 平臺的方式有三種，分別是：

Java 虛擬機器（Java Virtual Machine，JVM）
Java 操作系統（Java Operating System）
Java 芯片（Java Chip）
以下就此三種 Java 平臺提出解說，并比較之。

Java 虛擬機器
所謂的 Java 虛擬機器，指的是在操作系統上執行的一種程序，此程序可以解讀 Java bytecode，并在操作系統的幫助下執行 Java bytecode。這樣的執行架構，大致上可以分成四層，分別是：

第一層（最上層）的 Java bytecode
第二層的 Java 虛擬機器
第三層的操作系統
第四層（最底層）的芯片
芯片執行上面的操作系統，操作系統執行上面的 Java 虛擬機器，Java 虛擬機器執行上面的 Java bytecode。對于 Java bytecode 來說，它只接觸到 Java 虛擬機器，所以當然「誤以為」Java 虛擬機器就是它的平臺。

實例：Pentium III Chip + windows 2000 OS + Sun HotSpot Client VM + Together/ Java application。

Java 操作系統
假如把 Java 虛擬機器整合進既有的操作系統中（例如：Mac OS X），或是打造一個全新的操作系統專門執行 Java bytecode（例如：JOS），這類能直接執行 Java bytecode 的操作系統也可視為 Java 平臺。這樣的執行架構，大致上可以分成三層，分別是：

第一層（最上層）的 Java bytecode
第二層的 Java 操作系統
第三層（最底層）的芯片
Java 芯片
假如把 Java 操作系統和既有的芯片整合起來成為一組新的芯片（例如：ARM 7、ARM 9），或者打造一個全新的 Java 專用芯片（例如：aJile aJ-100）那么此一種類的芯片也是 Java 平臺。這樣的執行架構，大致上可以分成兩層，分別是：

第一層（最上層）的 Java bytecode
第二層（最底層）的 Java 芯片
三種方式的比較
這三種都是 Java 平臺，各有優缺點，很難說那一種方式比較好，必須看你的需求而定。

透過虛擬機器來執行 Java 是最常見的架構方式，一方面是因為虛擬機器的 Java 平臺最輕易被實作出來（相較于 Java 操作系統和 Java 芯片而言），二方面是因為只要有虛擬機器就可以讓在不更動實體平臺（操作系統和 CPU）的情況下多了執行 Java 程序的功能。目前，多數主流的實體平臺（包括 Windows、linux、Mac、Solaris、PalmOS、EPOC...）都已經有 Java 虛擬機器了。

虛擬機器的架構因為分了太多層級，所以效率上當然會比較差，這是虛擬機器架構最為人所抨擊的地方。但是由于虛擬機器的技術一直在進步，所以執行效率一直都有持續的提升。目前已經相當逼近 Java 操作系統的架構方式，所以虛擬機器的方式應該會繼續成為 PC 上的 Java 平臺主流。

一般來說，透過 Java 操作系統來執行 Java bytecode，效率會比虛擬機器的方式好。所以 Java 虛擬機器被整合進操作系統中，來提升該操作系統的附加價值，這種作法有可能會成為一種趨勢（例如 MacOS X 就把 Java 和操作系統作了很好的整合）。但假如設計一套只能執行 Java 的全新操作系統，可能不輕易成功，因為全新的操作系統勢必面臨驅動程序（device driver）不足的嚴重困擾。因為此原因，加上事實證實操作系統的 Java 平臺，比虛擬機器的 Java 平臺效率提升不如預期多，所以 IBM 和 Sun 合作的純 Java 操作系統「JavaOS」計畫已經停擺。

利用芯片的方式來實作 Java 平臺，對于 Java 程序的執行速度會有很大的提升，究竟硬件的速度比軟件快許多。這種方式以后會成為嵌入式系統的主流，許多 Java 的 IA 產品（例如：Set-Top Box）都會開始使用 Java 芯片。但是這種方式已經把 Java 整個變成硬件平臺，不適合再稱為跨平臺了。

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