1.3 Java虚拟机

1.3.1 JVM语系生态

在这个程序复杂的编程语言时代，很多人大谈特谈Java语言，殊不知JVM（Java虚拟机缩写）才是Java生态的核心。JVM是一个优秀的VM环境，在这个基础上诞生了很多优秀的编程语言（如Groovy、Scala和Kotlin等），它们都声称要“变革Java”，Kotlin就是其中的一个。

在设计之初，JVM只是为了支持Java编程，然而，随着时间的推移，越来越多的语言开始运行在JVM之上。在最新的JVM语系排名中（Java除外），Kotlin的市场份额仅次于Groovy和Scala，再加上近年来Google对Kotlin的大力推动，Kotlin的发展潜力势必不可小觑，如图1-3所示。

下面简要介绍JVM语言家族的几个明星语言，为大家学习Kotlin提供一些参考。

1．Groovy

作为一款基于JVM开发的敏捷语言，Groovy结合了Python、Smalltalk和Ruby等语言的强大特性，同时Groovy代码能够与Java代码实现很好的融合。由于它运行在JVM之上，因此Groovy还可以使用其他JVM语系语言编写的库。

2．Scala

Scala是一门多范式的静态类型编程语言，它混合了面向对象编程（OOP）和函数式编程（FP）的诸多特点。这意味着Scala程序能够被编写成许多不同的风格：纯函数式风格、非纯函数式风格或混合式风格。同时，使用Scala编写的代码可以编译成Java字节码，方便运行于JVM之上，并可以调用现有的Java类库。

3．Kotlin

Kotlin是由JetBrains团队开发的静态类型编程语言，作为JVM语系的重要成员，Kotlin除了可以运行在JVM环境上之外，还可以绕过JVM直接编译成机器码供系统运行。与其他语言相比，Kotlin借鉴了很多Java的语法规则和思想，对于熟悉Java环境的开发者来说是非常容易上手的。JetBrains推荐以循序渐进的方式来开发项目，这就意味着允许项目中同时存在Java和Kotlin代码文件，而且允许Java和Kotlin之间的互调。这使得Java开发者可以很方便地在已有项目中引入Kotlin，从而循序渐进地完成Java向Kotlin的过渡。

1.3.2 Java虚拟机概述

Kotlin是一门依赖Java虚拟机运行的计算机语言，因此初学者有必要了解一下Java虚拟机的知识及其运作原理。

Java应用程序能够跨平台运行，主要是通过Java虚拟机实现的。如图1-4所示，不同软硬件平台的Java虚拟机是不同的，Java虚拟机向下是不同的操作系统和CPU硬件，使用或开发时需要下载不同的JRE或JDK版本；Java虚拟机向上是Java应用程序，Java虚拟机屏蔽了不同软硬件平台，Java应用程序不需要作出任何修改，也不需要重新编译就可以直接在其他平台上运行。

1.3.3 Kotlin应用程序运行过程

想要了解Kotlin应用程序的运行过程，需要先了解Java应用程序的运行过程。

对于Java应用程序而言，首先由Java编译器将Java源文件（.java文件）编译成为字节码文件（.class文件），这个过程可以通过JDK提供的javac命令来完成；当需要运行Java字节码文件时，由Java虚拟机中的解释器将字节码解释成为机器码后执行，这个过程通常由JRE提供的Java命令行来完成，如图1-5所示。

与Java程序的运行过程类似，Kotlin应用程序的运行过程如图1-6所示。首先由Kotlin编译器将Kotlin源文件编译成为字节码文件（* Kt.class文件），注意，这个过程中文件名会发生变化，会增加Kt后缀。编译过程可以通过Kotlin编译器提供的kotlinc命令来完成。当运行Kotlin字节码文件时，由Java解释器将字节码解释成为机器码去执行，这个过程也是通过Java命令完成的，但需要Kotlin运行时库支持才能正常运行。