¿Por qué Java es un lenguaje independiente de la plataforma?

Introducción

Java ha ganado una gran popularidad entre todos los demás lenguajes de programación desde su nacimiento. Y la razón de una respuesta tan inmensa es la capacidad de proporcionar características únicas. La sintaxis de Java será casi similar a c ++, pero ofrece muchas más funciones que c ++.

La disponibilidad de la programación orientada a objetos (OOP) hizo que Java se destacara de todos los demás lenguajes restantes en su momento. Java fue desarrollado para usar OOP en su núcleo y fue una de las razones por las que es el lenguaje más utilizado. Este concepto aumenta la reutilización, la ejecución perfecta. En este momento, puede haber una pregunta en nuestra mente “¿por qué debemos usar un objeto?”.

Los objetos en Java son similares a las estructuras en lenguaje C, donde unimos métodos y variables similares. Junto con eso, Java también proporciona abstracción, encapsulación, herencia y polimorfismo que anima al usuario a implementar objetos.

Java juega un papel dominante en muchos dominios, como el desarrollo de aplicaciones, el desarrollo web y la creación de herramientas de software. También tiene una gran cantidad de bibliotecas que facilitan las cosas. Además, la disponibilidad de IDE juega un papel crucial para llamar la atención de los desarrolladores. Muchos desarrolladores utilizan con frecuencia IDE como Eclipse, IntelliJ, NetBeans.

Bien, ahora vamos a nuestra discusión.

Pero antes que nada, ¿qué significa independencia de plataforma?. Para obtener una respuesta a esa pregunta, necesitamos saber qué sucede cuando compilamos un código.

Compilar un código

Cada vez que escribimos un código, seguimos la sintaxis de un lenguaje de programación, que tendría bastante legibilidad. Y contiene pocas palabras, frases, nombres de variables, nombres de métodos, etc. Todas estas cosas se consideran texto legible y comprensible por humanos.

Entonces, una máquina usa un compilador para convertir el código fuente en un código legible por máquina que también se conoce como lenguaje de nivel de máquina. El compilador crea el código a nivel de máquina en una presentación específica de modo que la CPU pueda entenderlo fácilmente y, por lo tanto, ejecutarlo sin problemas.

Esta construcción de lenguaje a nivel de máquina difiere según cada lenguaje de programación y cada sistema operativo. Por ejemplo, c/c++ genera un archivo .exe que no es el mismo para dos máquinas si se ejecutan en un sistema operativo diferente.

¡Y aquí surge el problema!

Cuando un lenguaje a nivel de máquina difiere según cada sistema operativo, entonces no podemos ejecutar un código compilado en una máquina diferente en una máquina nueva, a menos que ambos sistemas operen en el mismo sistema operativo. Esto se siente como una mierda para muchos programadores y desarrolladores.

Pero Java facilita las cosas y Java tiene una solución para esto. Empecemos.

Java es independiente de la plataforma

Entonces, ¿qué sucede cuando compilamos código en Java?

Cada vez que ingresamos una declaración "nombre de archivo javac.java" o compilamos un código en java, javac compila el código. Y crea un código intermedio llamado Byte Code.

Aquí es donde Java marca la diferencia entre todos los diferentes lenguajes de programación. Crea un archivo .class, que se considera un código de bytes. Mientras que los lenguajes como c/c++ crearán un código ejecutable de forma nativa cuando se compilan y, por lo tanto, los hace dependientes de la plataforma.

Espera, es demasiado pronto para celebrar. Este código de bytes no es ejecutable. Necesitamos un traductor para ejecutar este código de bytes. Y JVM hace este trabajo. Generalmente, JVM reside en la memoria principal de nuestra computadora. Java Virtual Machine actúa como intérprete y luego ejecuta el código de bytes generado por javac.

Y ahora que hemos terminado, nuestro código se ejecuta con éxito.

Entonces, ¿cómo va a manejar Java todo solo?

Y la respuesta sería, es por la JVM. El código de bytes generado por la compilación del código fuente se ejecutaría en cualquier sistema operativo, pero la JVM presente en una máquina difiere para cada sistema operativo. Y así es como Java se considera un lenguaje de programación independiente de la plataforma.

Para entenderlo correctamente, comprendamos la arquitectura y el funcionamiento de la JVM.

Arquitectura JVM

JVM es parte del entorno de tiempo de ejecución de Java y es responsable de convertir un archivo .java en un archivo .class. Cuando compilamos un código Java, JVM llama al método principal en el código fuente.

Arquitectura JVM

cargador de clases

Es un subsistema en la máquina virtual java. Carga el archivo .class, verifica si hay alguna excepción y es el motivo de algunas excepciones de tiempo de ejecución. Y después de verificar que asigna la memoria para las variables y los métodos presentes, asigne valores predeterminados a las variables y matrices. También ejecuta los métodos estáticos o variables presentes en el código.

Hay 3 cargadores de clases incorporados en JVMm, cargador de clases de arranque, cargador de clases de extensión, cargador de clases de aplicación.

Áreas de memoria en JVM

Método/Área de clase

Almacena información como nombres de clases, nombres de métodos, variables. Es un recurso compartido para todos los métodos y variables de una clase.

Montón

Almacena la información de todos los datos almacenados en el área del montón.

Pila de lenguaje JVM

Almacena la información en bloques también llamados stack-frames/frames, que almacena la información actual cuando hay una llamada de función, almacena variables locales, también juega un papel dominante en la gestión de subprocesos.

Registro de PC

Almacena la dirección de la instrucción que se está ejecutando actualmente. Es útil en una situación de ejecución de subprocesos múltiples.

Pila de métodos nativos

Almacena toda la información de los métodos nativos utilizados.

Motor de ejecución

El motor de ejecución ejecutará el código de bytes y eliminará la memoria asignada a los objetos que son inalcanzables o no referenciados. El intérprete en el motor de ejecución ejecutará el código de bytes leyéndolo en un flujo e interpretando línea por línea.

También tiene una parte emocionante llamada compilador JIT (Just In Time Compiler), donde crea un código ejecutable nativo para los métodos, por lo que si hay múltiples llamadas a funciones, la JVM no necesita interpretarlo nuevamente, sino que usa directamente el código ejecutable nativo. Por lo tanto, mejora el rendimiento de la ejecución.

Interfaz de método nativo

Java utiliza esta interfaz para interactuar con las aplicaciones implementadas en diferentes lenguajes como C/C++. La interacción es bidireccional, donde la JVM puede llamar a esas aplicaciones o puede ser llamada por esas aplicaciones.

Bibliotecas de métodos nativos

Realiza un seguimiento de las bibliotecas de idioma nativo, que puede utilizar el motor de ejecución.

Ahora que hemos entendido la arquitectura de la JVM, volvamos a nuestra discusión. Entonces, esta JVM es diferente para diferentes sistemas operativos, pero la salida generada por esas JVM será la misma para el mismo código de bytes proporcionado.

Lea también: Ideas y temas de proyectos Java

Aprenda cursos de desarrollo de software en línea de las mejores universidades del mundo. Obtenga programas Executive PG, programas de certificados avanzados o programas de maestría para acelerar su carrera.

Conclusión

Hemos revisado algunas características únicas de Java, entendido lo que sucede cuando compilamos código en lenguajes como C/C++, entendido la diferencia entre el código ejecutable de forma nativa y el código de bytes. Hemos repasado la explicación de por qué java se considera un lenguaje independiente de la plataforma, entendimos que JVM es la razón detrás de la independencia de la plataforma de java. Echamos un vistazo a la arquitectura JVM para una mejor comprensión.

Ahora que conoce la razón por la cual Java es independiente de la plataforma, explore otras características únicas de Java y ¡comience a utilizarlas!

Si está interesado en obtener más información sobre Java, desarrollo de software de pila completa, consulte el programa Executive PG de upGrad & IIIT-B en desarrollo de software de pila completa, que está diseñado para profesionales que trabajan y ofrece más de 500 horas de capacitación rigurosa, 9+ proyectos y asignaciones, estado de exalumno de IIIT-B, proyectos finales prácticos prácticos y asistencia laboral con las mejores empresas.