- Java虚拟机 是“发动机”，它是一个通用的、强大的运行环境，负责执行Java字节码（
.class文件），它不关心代码具体是用来做什么的，无论是桌面应用、手机App还是Web应用，只要有Java字节码，JVM就能运行它。 - Tomcat 是“汽车”，它是一个基于JVM构建的、专门用于运行Web应用的软件，它利用JVM这个“发动机”来驱动自己，并提供了运行Web应用所需的各种功能，如接收HTTP请求、处理Servlet、管理会话等。
Java虚拟机
是什么？
JVM是Java虚拟机的缩写,它是一个抽象的、虚拟的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现，JVM是Java平台无关性的基石。
核心功能
JVM的核心任务是执行Java字节码，它主要包含三个部分：
- 类加载器：负责加载
.class文件（字节码文件）到JVM内存中。 - 运行时数据区：这是JVM内存管理的核心区域，包括：
- 堆：存放对象实例和数组，是垃圾收集的主要区域。
- 栈：每个线程都有一个私有的Java虚拟机栈，存放方法调用的状态（局部变量、操作数栈、方法出口等）。
- 方法区：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
- 程序计数器：记录当前线程所执行的字节码行号。
- 执行引擎：负责执行字节码，它包含：
- 解释器：逐行解释执行字节码。
- 即时编译器：将热点代码（频繁执行的代码）编译成与本地平台相关的机器码，并进行优化，大幅提升执行效率。
关键特性
- 平台无关性：“一次编写，到处运行”（Write Once, Run Anywhere），Java代码被编译成与平台无关的字节码，任何安装了JVM的操作系统都可以运行这些字节码。
- 自动内存管理：通过垃圾回收器自动管理内存，开发者无需手动分配和释放内存，大大减少了内存泄漏和指针错误的风险。
- 安全性：JVM通过字节码校验器、安全管理器等机制，确保Java代码不会对本地系统造成破坏。
JVM与Java的关系
- JDK (Java Development Kit)：是Java开发工具包，包含了编译器、调试器、文档工具等，以及JRE。
- JRE (Java Runtime Environment)：是Java运行时环境，包含了JVM和Java的核心类库。
- JVM：是JRE的核心，是实际运行Java代码的环境。
JVM是一个通用的、底层的运行时环境，它不与任何特定类型的应用绑定，它的职责是安全、高效地执行Java字节码。
Tomcat
是什么？
Tomcat是一个开源的、轻量级的Web应用服务器，也常被称为“Servlet容器”或“Web容器”，它由Apache软件基金会维护，是Java Servlet和JavaServer Pages（JSP）技术最流行和最标准的实现。
核心功能
Tomcat的核心功能是处理和响应来自客户端（通常是浏览器）的HTTP请求，它提供了运行Java Web应用所需的标准环境。
- Web服务器功能：能够接收HTTP请求，并返回HTTP响应，它本身也具备一定的静态资源（如HTML、CSS、图片）处理能力。
- Servlet容器：这是Tomcat最核心的角色，它负责管理和运行Servlet，Servlet是Java EE中用于处理客户端请求和生成动态响应的规范。
- JSP容器：支持JSP技术，能够将JSP页面编译成Servlet来执行。
- 管理功能：提供管理后台（如Manager App），用于部署、启动、停止和监控Web应用。
- 连接器：通过Connector组件（如传统的BIO Connector、高效的NIO Connector）监听特定端口，接收网络请求。
关键特性
- 轻量级：与重量级的Web应用服务器（如WebLogic、WebSphere）相比，Tomcat占用更少的系统资源，启动速度更快，非常适合中小型应用和开发测试环境。
- 开源免费：遵循Apache 2.0许可证，可以免费使用和修改。
- 遵循标准：完全实现了Java EE中的Servlet、JSP、WebSocket等核心规范。
- 可扩展：可以通过配置文件、插件等方式进行高度定制和扩展。
Tomcat与Java EE的关系
Tomcat是一个Web服务器，但它不是一个完整的Java EE应用服务器，Java EE是一个非常庞大的规范集，包含了许多企业级技术，如EJB（企业JavaBean）、JMS（Java消息服务）、JTA（Java事务API）等。
- Tomcat：只实现了Java EE规范中的Web层技术（Servlet, JSP, WebSocket），它被称为“Web容器”。
- 完整的Java EE应用服务器（如WildFly, WebLogic）：不仅实现了Web层，还实现了EJB、JMS等业务层和持久层服务，功能更强大，也更复杂。
Tomcat是一个上层的、专门为Java Web应用设计的运行环境，它依赖于JVM来运行，并提供了Web服务、Servlet管理等高级功能。
关系与协作
现在我们来清晰地阐述它们之间的层级关系和协作方式：
-
依赖关系：Tomcat必须运行在JVM之上，没有JVM，Tomcat无法执行其内部的Java代码（包括Tomcat自身的代码和你部署的Web应用的代码），你可以将Tomcat看作一个“超级Java程序”。
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层级关系：
+-----------------------+ (操作系统，如Linux, Windows) | 操作系统 | +-----------------------+ | JVM (Java虚拟机) | <-- 核心运行引擎，负责执行字节码 | - 垃圾回收器 | | - JIT编译器 | | - 内存管理 | +-----------------------+ | Tomcat (Web容器) | <-- 基于JVM构建，提供Web服务功能 | - Servlet引擎 | | - HTTP连接器 | | - JSP引擎 | +-----------------------+ | 你的Web应用 | <-- 你的业务代码（Servlet, JSP等） | - .class 文件 | +-----------------------+- 最底层是操作系统。
- JVM运行在操作系统之上,为Java程序提供运行时环境。
- Tomcat是一个Java程序,它在启动时会创建一个JVM实例来运行自己。
- 你的Web应用（由Servlet、JSP等构成）被部署在Tomcat中，其编译后的
.class文件同样由Tomcat所依赖的JVM来加载和执行。
-
工作流程示例：
- 用户在浏览器中输入
http://localhost:8080/myapp/index.jsp。 - Tomcat的HTTP连接器（运行在JVM中）接收到这个HTTP请求。
- Tomcat（作为Web容器）发现请求的是一个JSP文件。
- Tomcat调用其内置的JSP引擎,将
index.jsp编译成一个Servlet的.java文件，然后再编译成.class文件。 - 这个新生成的
.class文件被JVM加载到内存中。 - JVM执行这个Servlet的字节码,处理业务逻辑（比如查询数据库）。
- Servlet生成动态的HTML内容。
- Tomcat将HTML内容封装成HTTP响应,通过连接器发送回用户的浏览器。
- 用户在浏览器中输入
总结对比
| 特性 | Java虚拟机 | Tomcat |
|---|---|---|
| 角色定位 | 通用运行时引擎 | Web应用服务器 / Servlet容器 |
| 功能范围 | 底层、通用：执行任何Java字节码，管理内存，保证安全和跨平台。 | 上层、专用：处理HTTP请求，运行Servlet/JSP，管理Web应用。 |
| 依赖关系 | 独立运行，是Java程序的基础。 | 完全依赖JVM，必须运行在JVM之上。 |
| 解决的问题 | 如何让Java代码在任何平台上运行？如何管理内存？ | 如何让Java程序接收和响应Web请求？如何运行Web应用？ |
| 类比 | 汽车的发动机 | 一辆完整的汽车 |
| 与Java EE的关系 | 提供Java语言运行的基础。 | 实现了Java EE的Web层规范，不是完整的Java EE服务器。 |
JVM是舞台，Tomcat是舞台上的演员（之一），而你的Web应用则是演员要表演的剧本，没有舞台，演员无法表演；没有演员，舞台也只是一个空旷的空间，它们各司其职，协同工作，才构成了完整的Java Web应用运行体系。
