JVM、JRE、JDK三者的关系与区别

引言

为什么要学习这个主题？

当你第一次学习Java时，可能遇到过这些困惑：

下载Java时，看到JDK、JRE、JVM，该选哪个？
为什么有人说"装JDK就够了"？
JDK和JRE有什么区别？为什么JDK更大？

这些问题看似简单，但很多开发者对三者的关系理解模糊。就像区分"汽车"、“发动机”、“汽车制造工厂"一样，理解它们的区别对配置开发环境至关重要。

你将学到什么？

✅ JVM、JRE、JDK的准确定义
✅ 三者的包含关系和依赖关系
✅ 什么时候需要JDK，什么时候只需JRE
✅ 如何选择和配置Java环境
✅ OpenJDK vs Oracle JDK的区别

一、核心概念定义

1.1 JVM（Java Virtual Machine）

定义：Java虚拟机，负责执行字节码的运行时环境。

职责：

加载和执行字节码
管理内存（堆、栈等）
垃圾回收
提供安全机制

类比：发动机

提供运行动力
是核心执行部件
但单独无法工作

独立使用：❌ 不能单独使用

JVM需要配合类库才能运行Java程序

1.2 JRE（Java Runtime Environment）

定义：Java运行时环境，包含JVM和Java核心类库。

组成：

JRE = JVM + Java核心类库 + 支持文件

包含内容：

JVM（如HotSpot）
Java标准库（rt.jar等）
配置文件
属性设置

职责：

运行已编译的Java程序（.class文件）

类比：汽车（完整的运行系统）

有发动机（JVM）
有座椅、方向盘（类库）
可以正常行驶（运行程序）

独立使用：✅ 可以

如果只需要运行Java程序（不开发），只装JRE即可

1.3 JDK（Java Development Kit）

定义：Java开发工具包，包含JRE和开发工具。

组成：

JDK = JRE + 编译器(javac) + 调试器 + 其他开发工具

包含内容：

完整JRE
javac：Java编译器
javap：字节码反汇编器
jdb：调试器
javadoc：文档生成器
jar：打包工具
jconsole、jvisualvm：监控工具
…更多开发工具

职责：

开发Java程序（编写、编译、调试、打包）
运行Java程序（包含JRE功能）

类比：汽车制造工厂

有完整的汽车（JRE）
有生产设备（javac编译器）
有测试工具（调试器）
有打包流水线（jar工具）

独立使用：✅ 可以

JDK包含JRE的所有功能
开发者只需安装JDK

二、三者的包含关系

2.1 层次关系图

┌────────────────────────────────────────────────┐
│                    JDK                          │  开发工具包
│  ┌──────────────────────────────────────────┐  │
│  │              开发工具                     │  │
│  │  - javac (编译器)                        │  │
│  │  - javap (反汇编器)                      │  │
│  │  - jdb (调试器)                          │  │
│  │  - jar (打包工具)                        │  │
│  │  - javadoc (文档生成)                    │  │
│  │  - jconsole/jvisualvm (监控工具)        │  │
│  └──────────────────────────────────────────┘  │
│                                                 │
│  ┌──────────────────────────────────────────┐  │
│  │                JRE                        │  │  运行时环境
│  │  ┌────────────────────────────────────┐  │  │
│  │  │         Java核心类库               │  │  │
│  │  │  - java.lang.*, java.util.*       │  │  │
│  │  │  - java.io.*, java.net.*          │  │  │
│  │  │  - javax.* ...                    │  │  │
│  │  └────────────────────────────────────┘  │  │
│  │                                           │  │
│  │  ┌────────────────────────────────────┐  │  │
│  │  │            JVM                     │  │  │  虚拟机
│  │  │  - 类加载器                       │  │  │
│  │  │  - 运行时数据区                   │  │  │
│  │  │  - 执行引擎                       │  │  │
│  │  │  - 垃圾收集器                     │  │  │
│  │  └────────────────────────────────────┘  │  │
│  └──────────────────────────────────────────┘  │
└────────────────────────────────────────────────┘

总结：JDK ⊃ JRE ⊃ JVM

2.2 关系说明

JVM（虚拟机）
    ↓ 被包含在
JRE（运行环境）= JVM + 类库
    ↓ 被包含在
JDK（开发工具包）= JRE + 开发工具

重要理解：

JVM是核心，但不能单独使用
JRE = JVM + 类库，可以运行Java程序
JDK = JRE + 开发工具，可以开发和运行Java程序

三、使用场景对比

3.1 什么时候需要什么？

角色	需求	安装什么	原因
普通用户	运行Java程序（如Minecraft）	JRE	只需运行，不需开发
开发者	开发Java程序	JDK	需要编译、调试、打包
服务器	部署Java应用（如Tomcat）	JRE（推荐）或JDK	生产环境可只用JRE
CI/CD	自动构建和测试	JDK	需要编译和打包

3.2 目录结构对比

JRE目录结构

jre/
├── bin/                    # 可执行文件
│   ├── java                # Java运行命令
│   └── ...
├── lib/                    # 类库和配置
│   ├── rt.jar              # 核心类库
│   ├── jce.jar             # 加密扩展
│   └── ...
└── legal/                  # 许可证文件

JDK目录结构

jdk/
├── bin/                    # 可执行文件
│   ├── java                # Java运行命令 ✅
│   ├── javac               # 编译器 ✅
│   ├── javap               # 反汇编器 ✅
│   ├── jar                 # 打包工具 ✅
│   ├── jdb                 # 调试器 ✅
│   ├── jconsole            # 监控工具 ✅
│   └── ...                 # 更多开发工具
├── jre/                    # 包含完整JRE ✅
│   ├── bin/
│   └── lib/
├── lib/                    # JDK额外的类库
│   ├── tools.jar           # 开发工具类库
│   └── ...
├── include/                # 本地开发头文件
└── legal/

说明：

3.3 文件大小对比

以Java 17为例：

组件	大小	说明
JVM（HotSpot）	~30-50MB	核心虚拟机
JRE	~150-200MB	JVM + 类库
JDK	~300-350MB	JRE + 开发工具

结论：JDK比JRE大约大100-150MB（开发工具的大小）

四、实战：配置Java开发环境

4.1 开发者安装指南

步骤1：下载JDK

推荐来源：

Adoptium（推荐）：https://adoptium.net/
- 免费、开源、长期支持
Oracle JDK：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/
- 需要商业许可（生产环境）
Amazon Corretto：https://aws.amazon.com/corretto/
- AWS提供的免费OpenJDK
Microsoft Build of OpenJDK：https://www.microsoft.com/openjdk
- 微软提供的OpenJDK

步骤2：安装JDK

# macOS（使用Homebrew）
brew install openjdk@17

# Linux（Ubuntu）
sudo apt update
sudo apt install openjdk-17-jdk

# Windows
# 下载安装包，双击安装，按提示操作

步骤3：配置环境变量

macOS/Linux：

# 编辑 ~/.zshrc 或 ~/.bashrc
export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/openjdk-17.jdk/Contents/Home
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

Windows：

1. 右键"此电脑" → "属性" → "高级系统设置" → "环境变量"
2. 新建系统变量：
   - 变量名：JAVA_HOME
   - 变量值：C:\Program Files\Java\jdk-17
3. 编辑Path变量，添加：
   - %JAVA_HOME%\bin

步骤4：验证安装

# 查看Java版本
java -version

# 查看Javac版本
javac -version

# 查看JAVA_HOME
echo $JAVA_HOME     # macOS/Linux
echo %JAVA_HOME%    # Windows

成功输出示例：

java version "17.0.9" 2023-10-17 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment (build 17.0.9+11-LTS-201)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 17.0.9+11-LTS-201, mixed mode)

javac 17.0.9

4.2 服务器部署建议

生产环境推荐：只安装JRE（减少攻击面）

Docker示例：

# 方案1：完整JDK（开发/测试环境）
FROM openjdk:17-jdk-slim
COPY target/app.jar /app.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

# 方案2：只有JRE（生产环境，推荐）
FROM openjdk:17-jre-slim
COPY target/app.jar /app.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

容器大小对比：

openjdk:17-jdk-slim  → 约420MB
openjdk:17-jre-slim  → 约270MB  ← 节省150MB

五、OpenJDK vs Oracle JDK

5.1 OpenJDK

性质：开源、免费

特点：

完全开源（GPL v2许可证）
社区驱动
更新频繁
无需商业许可

来源：

Adoptium（推荐）
Amazon Corretto
Microsoft Build of OpenJDK
Red Hat OpenJDK

5.2 Oracle JDK

性质：商业版，需许可证

特点：

Oracle官方支持
长期支持（LTS）
性能优化
生产环境需商业许可（Oracle Java SE Subscription）

许可证变更：

JDK 8 (2014-2019)：免费
JDK 9-10 (2017-2018)：免费
JDK 11+ (2018-)：生产环境需商业许可（除非使用OpenJDK）

5.3 功能对比

特性	OpenJDK	Oracle JDK
核心功能	✅ 完全相同	✅ 完全相同
性能	✅ 基本相同	✅ 略有优化
开源	✅ 是	❌ 部分闭源
商业支持	❌ 无（社区支持）	✅ 有
生产环境	✅ 免费	❌ 需付费
长期支持	✅ 有（Adoptium、Corretto等）	✅ 有

5.4 选择建议

场景	推荐	原因
个人学习	OpenJDK	免费、功能完整
开源项目	OpenJDK	无许可证风险
商业项目	OpenJDK（Adoptium）	免费、长期支持
大型企业	Oracle JDK 或 OpenJDK	根据支持需求选择

结论：大多数情况下，OpenJDK足够了。

六、版本选择策略

6.1 Java版本演进

Java 8 (LTS)   → 2014年发布，使用最广泛
    ↓
Java 11 (LTS)  → 2018年发布，企业主流
    ↓
Java 17 (LTS)  → 2021年发布，新项目推荐
    ↓
Java 21 (LTS)  → 2023年发布，最新LTS

LTS（Long-Term Support）：长期支持版本

提供至少8年的更新和支持
稳定性高
生产环境首选

非LTS版本：

仅支持6个月
包含实验性特性
不推荐用于生产

6.2 版本选择建议

场景	推荐版本	原因
新项目	Java 17 或 21	最新特性、长期支持
维护旧项目	Java 8 或 11	保持兼容性
学习	Java 17	平衡新旧特性
Android开发	Java 8 兼容	Android API限制

6.3 升级策略

渐进式升级：

Java 8 → Java 11 → Java 17 → Java 21

每一步都需要：

测试兼容性
更新依赖库
调整JVM参数
验证性能

总结

核心要点回顾

三者关系
- JVM：虚拟机核心
- JRE = JVM + 类库（运行环境）
- JDK = JRE + 开发工具（开发工具包）
使用建议
- 开发者：安装JDK
- 普通用户：安装JRE（如果只运行程序）
- 服务器：JRE足够（生产环境）
版本选择
- 新项目：Java 17 或 21 (LTS)
- OpenJDK vs Oracle JDK：OpenJDK足够
配置要点
- 设置JAVA_HOME环境变量
- 将bin目录加入PATH
- 验证java和javac命令

思考题

为什么JDK包含JRE，而不是JRE包含JDK？
如果只安装JRE，能编译Java代码吗？为什么？
Docker容器部署时，为什么推荐使用JRE而不是JDK？

第一阶段总结

恭喜！你已经完成了基础认知篇的所有文章。现在你应该：

✅ 理解Java程序的运行机制
✅ 掌握JVM的本质和分类
✅ 了解JVM的内部架构
✅ 理解字节码的格式和作用
✅ 能够区分JVM、JRE、JDK

下一阶段预告

第二阶段《类加载机制篇》，我们将深入探讨：

类加载的完整生命周期
类加载器的层次结构
双亲委派模型的原理
如何自定义类加载器
类加载的时机和触发条件

参考资料

欢迎在评论区分享你的Java环境配置经验！

引言#

为什么要学习这个主题？#

你将学到什么？#

一、核心概念定义#

1.1 JVM（Java Virtual Machine）#

1.2 JRE（Java Runtime Environment）#

1.3 JDK（Java Development Kit）#

二、三者的包含关系#

2.1 层次关系图#

2.2 关系说明#

三、使用场景对比#

3.1 什么时候需要什么？#

3.2 目录结构对比#

JRE目录结构#

JDK目录结构#

3.3 文件大小对比#

四、实战：配置Java开发环境#

4.1 开发者安装指南#

4.2 服务器部署建议#

五、OpenJDK vs Oracle JDK#

5.1 OpenJDK#

5.2 Oracle JDK#

5.3 功能对比#

5.4 选择建议#

六、版本选择策略#

6.1 Java版本演进#

6.2 版本选择建议#

6.3 升级策略#

总结#

核心要点回顾#

思考题#

第一阶段总结#

下一阶段预告#

参考资料#

引言