Te diremos todo lo necesario en este artículo  para que sepas ¿Qué es la máquina virtual de Java? Y cuál es su rol principal dentro de los lenguajes de desarrollo y programación. Si eres un fanático de estos temas, este artículo es perfecto para ti.

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¿Qué es la máquina virtual de Java?

Si eres conocedor de estos temas, sabrás que todo el mundo de la informática y más específicamente el de los ordenadores; todo aquello que funciona a nivel de software (programas, aplicaciones, sistemas operativos y demás), trabaja a través del lenguaje de códigos.

Todas las acciones realizadas, la lectura, los cálculos y más; los realiza nuestra computadora a través de distintos lenguajes de código, que sólo él puede entender. Desde luego, si eres un programador y/o desarrollador, conocerás mucho de estos códigos y de qué manera funcionan cada uno de ellos.

Cabe destacar, que no todos los software comparten o trabajan con el mismo código con que funciona nuestra pc; es mediante una «traducción» de este lenguaje, que es posible que nuestra pc, pueda leerlo sin problemas, ya que de lo contrario, no funcionará para nada.

Existen códigos de suma facilidad y otros bastante complejos, como lo son los lenguajes de programación de programas compiladores como C, C++, Python y el que nos acaece en este momento Java; estos poseen un código de tan alto nivel, que nuestra pc no puede leerlos directamente y es aquí, donde entra en acción la máquina virtual; que será el traductor, de esos códigos tan complejos, para que nuestra pc, pueda entenderlos.

En específico, el código de Java, puede catalogarse incluso como una propia máquina (de bajo recursos, claro), por la gran complejidad que tiene.

Proceso de lectura

En el momento en que uno, como programador, crea una aplicación con el lenguaje de Java; como habíamos dicho, este no posee el mismo lenguaje que nuestro pc.

El proceso va más o menos así: en primer lugar, el código principal de Java; luego viene el compilador que traduce ése código a uno denominado ByteCode, que será un intermediario entre Java y nuestra pc; pero antes de que este «nuevo» código, vaya a nuestro computador (la verdad es que éste tampoco puede ser comprendido por el procesador de nuestro ordenador); es aquí donde se ubica la Virtual Machine, en este caso de Java, para compilar una vez más, el código (que ahora es el Byte Code) y lo ejecuta, de esta manera, llega a nuestra pc.

Hoy en día, es muy difícil no encontrar una pc que no tenga acceso a una máquina virtual de Java, pues realmente casi todas o la gran mayoría, las tienen. Por lo que desarrollar y programar aplicaciones y/o software, en este lenguaje, es bastante factible.

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Esquema del proceso de lectura del lenguaje de Java.

Y ahora, resumiendo… ¿Qué es la máquina virtual de Java entonces? También conocida originalmente como Java Virtual Machine, es una máquina virtual, que simula una plataforma en específico (en este caso ya sea Windows, Linux o MacOS, por ejemplo); es por ello que es catalogado como una máquina virtual de proceso nativo. Esta máquina, será la encargada de interpretar y ejecutar todas las expresiones que sean dadas, por el código original de Java.

Compatibilidad, complejidad y componentes de la máquina virtual de Java

La implementación de Java, está disponible y es compatible para casi todos los sistemas operativos existentes y no solamente los tres OS principales que mencionamos en el caso anterior; gracias a esto, el compilador de Java, es realmente versátil y una buena manera de desarrollar programas, software y/o aplicaciones, sin miedo a que no pueda ser compatible.

De hecho, su propio eslogan dicta:

«Escribe una vez, ejecuta en todas partes».

Cosa que sí hace mención a su nombre por su gran rango de compatibilidad. Si eres programador y estás pensando en desarrollar alguna aplicación, Java será una buena opción entonces.

En el siguiente artículo, podrás leer un poco más sobre Java, pero lo más resaltante, es a aprender a utilizarlo, de manera sencilla y fácil. Desde luego, esto sólo será un abrebocas, por lo que si quieres aprender más, deberás indagar mucho más a fondo sobre este mundo de la programación: ¿Cómo utilizar Java?.

Debido a la gran complejidad que tiene Java, más específicamente, por el altísimo nivel de su código, como habíamos mencionado anteriormente; su funcionamiento es bastante similar a la de una máquina real, por la utilización de varios componentes, como lo hace un procesador real; desde luego, en el caso de Java, todo lo realiza a nivel de software, por lo que sus componentes también están a ese nivel.

Entre los distintos componentes que tiene la máquina virtual de Java, podemos mencionar las siguientes: Contadores de registros de programas, Hilos de Java, Pila, Área de métodos, Hilos nativos internos; estos cinco componentes, se encuentran en una categoría denominada «Áreas de datos de tiempo de ejecución».

En el apartado de «Motor de ejecución», están el Compilador JIT y el Recolector de Basura. Ahí más componentes, pero estos aquí nombrados, serían los principales; a continuación, un diagrama de ellos y cómo se compone.

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Diagrama de los componentes de la máquina virtual de Java.

Si deseas conocer más a fondo cada uno de estos componentes que tiene la máquina virtual de Java, te recomendamos visitar su sitio oficial, para saber más al respecto.

El componente Compilador JIT de Java

A pesar de lo dicho con anterioridad, vale la pena destacar este curioso componente, cuya función es bastante importante. El compilador JIT, cuyas siglas en inglés son Just-in-Time y por su traducción, Compilador en tiempo real; es el componente encargado de agilizar y optimizar todo el proceso de compilación de Java en la máquina virtual.

Normalmente, el ejecutar el ByteCode, es bastante mucho más lento que la ejecución de cada código, de cada plataforma (o sistema operativo). Esto es así, porque a medida que el código se está cargando y luego, traducirlo al lenguaje nativo de cada OS; la máquina virtual de Java, tiene que realizar otras muchas tareas más, en todo ese proceso.

La función principal de este Compilador JIT, no es la de (valga la redundancia) compilar todo el código de una vez; sino que toma parte del código que se ha de necesitar y que se use con más frecuencia, para poder compilarlo y así, de esa manera, evitar retrasos y demoras de cualquier tipo. La primera vez en la ejecución de la JVM, puede que sí demore un poco, pero luego de este proceso, al activarla nuevamente, ya habrá una mejoría en los tiempos de respuesta.

La máquina virtual, tomará cada parte del código y realizará múltiples acciones; entre ellos está la de decidir qué partes de este código han de ser enviados al Compilador JIT, para que éste haga su trabajo; además de esto, también se encarga de todo un proceso administrativo del código (almacenamiento, ejecución y demás).

Notas adicionales sobre el Compilador JIT

Como nota adicional a este componente, dependiendo de la manera en cómo se implemente la máquina virtual de Java; puede ser bastante optimizado o, por el contrario, no estarlo. Hay casos en los que podemos encontrar, que el Compilador JIT, se encuentra en un constante trabajo, siempre en segundo plano, sin parar; lo que obviamente, genera una mayor rapidez y excelentes tiempos de respuesta de reacción.

Se debe tomar en cuenta incluso, que es posible que el mismo Compilador JIT, no trabaje solamente con el código ByteCode, sino también sobre el código original de la máquina; lo que da como resultado, una optimización mucho más allá, que sobre los límites.

Resumiendo el artículo en 4 puntos claves

Ahora, para tomar los tópicos más importantes de este artículo, más aún que ya sabes ¿Qué es la máquina virtual de Java? Nombraremos los puntos más importantes de éste a modo de resumen.

  1. Debido a la complejidad del lenguaje de código de Java, éste compila dicho código en uno más simple, que es el llamado ByteCode.
  2. La JVM, será la encargada de tomar este código y traducirlo, para que así todas las expresiones dadas en él, puedan ser leídas por nuestra computadora sin problema alguno. De lo contrario, esto no sería posible, porque nuestra pc, no es capaz de leer dicho código ByteCode, ni mucho menos el de Java, que es tan complejo.
  3. Java, junto con su máquina virtual, están disponibles para casi cualquier plataforma en la actualidad; por lo que lo más seguro, es que no tengamos o muy rara vez tengamos, algún problema de compatibilidad.
  4. Por la gran cantidad de tareas que debe realizar la máquina virtual de Java y más aún, cuando de por sí el proceso de compilación es lento; es aquí donde entra en acción el Compilador JIT (compilador en tiempo real), que toma las partes que ha de ser utilizadas con mayor frecuencia o las más pesadas y las va compilando. Esto produce una mejora increíble y una rapidez en la respuesta del equipo.

Para complementar aún más la información de este artículo, te dejaremos un vídeo informativo en donde podrás ver más a detalle cómo es el funcionamiento de la máquina virtual de Java.