一、什么是JVM
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的简称，是一个虚构出来的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的字节码，就可以在多种平台上不加修改的运行。
JVM在执行字节码时，实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。
二、JVM的内存结构图
方法区和堆是所有线程共享的内存区域；而Java栈、本地方法栈和程序员计数器是运行线程私有的内存区域。
Java堆（Heap）,是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
方法区（Method Area）,方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于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等数据。
程序计数器（Program Counter Register）,程序计数器是一块较小的内存空间，它的作用可以服务器托管网看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
JVM栈（JVM Stacks），即Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks），与程序计数器一样也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
本地方法栈（Native Method Stacks）,与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
三、JVM的常见实现
Oracle（Hotspot、Jrockit）、BEA（LiquidVM）、IBM（J9）、taobaoVM（淘宝专用，对Hotspot进行了深度定制）、zing（垃圾回收机制非常快，到达1毫秒左右）。
四、JVM的优点
4.1 一次编写，到处运行
JVM可以让java程序，一次编写，到处运行，让底层代码和运行环境分离开，编写好一份代码后，不用再次修改内容，只用通过安装不同的JVM环境自动进行转换即可运行，在各种系统中无缝连接。
4.2 自动内存管理，垃圾回收机制
在Java诞生之时，C和C++十分火热，但是这两种语言中没有内存管理机制，都是通过手动操作来进行的管理，非常麻烦。
而Java很好地解决了这个问题，为了处理内存管理这个方面，专门设计了垃圾回收机制，来自动进行内存的管理，极大的优化了操作。
4.3 数组下标越界检查
C和C++还有一个问题是数组下标越界是没有检查机制的，JVM提供了数组下标越界的自动检查机制，在检测到数组下标出现越界后，会在运行时自动抛出“java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException”异常。
4.4 多态
JVM还有一个多态功能，是通过相同接口，不同的实例进行实现，完成不同的业务操作，比如：定义了一个动物接口（里面有一个吃的方法），我们就可以通过这个动物创造小猫（吃鱼），再创造一个狗狗（吃肉）。
好处：
（1）消除类型之间的耦合关系；
（2）可替换性；
（3）可扩充性；
（4）接口性；
（5）灵活性；
（6）简化性；
五、JVM、JRE、JDK之间的关系
5.1 JVM
JVM是Java Virtual Machine的简称，是Java虚拟机，是一种模拟出来的虚拟计算机，它通过在不同的计算机环境当中模拟实现计算功能来实现的。
引入Java虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时就不需要重新编译。在其中，Java虚拟机屏蔽了与具体平台的相关信息，使得Java源程序在编译完成之后即可在不同的平台运行，达到“一次编译，到处运行”的目的，Java语言重要的特点之一跨平台，也即与平台的无关性，其关键点就是JVM。
5.2 JRE
JRE是Java Runtime Environment的简称，是Java运行环境，是让操作系统运行Java应用程序的环境，其内部包含JVM，也就是说JRE只负责对已经存在的Java源程序进行运行的操作，它不包含开发工具JDK，对JDK内部的编译器、调试器和其它工具均不包含。
5.3 JDK
JDK是Java Development Kit的简称，是Java开发工具包，是整个Java程序开发的核心。其主要包含了JRE、Java的系统类库以及对Java程序进行编译以及运行的工具，例如：javac.exe和java.exe命令工具等。
六、Java程序是如何执行的
我们日常的工作中都使用开发工具（IntelliJ IDEA 或 Eclipse 等）可以很方便的调试程序，或者是通过打包工具把项目打包成 jar 包或者 war 包，放入 Tomcat 等 Web 容器中就可以正常运行了，但你有没有想过 Java 程序内部是如何执行的？其实不论是在开发工具中运行还是在 Tomcat 中运行， Java 程序的执行流程基本都是相同的，它的执行流程如下：
先把 Java 代码编译成字节码，也就是把 .java 类型的文件编译成 .class 类型的文件。这个过程的大致执行流程：Java 源代码 -> 词法分析器 -> 语法分析器 -> 语义分析器 -> 字符码生成器 ->最终生成字节码，其中任何一个节点执行失败就会造成编译失败；
把 class 文件放置到 Java 虚拟机，这个虚拟机通常指的是 Oracle 官方自带的 Hotspot JVM；
Java 虚拟机使用类加载器（Class Loader）装载 class 文件；
类加载完成之后，会进行字节码效验，字节码效验通过之后 JVM 解释服务器托管网器会把字节码翻译成机器码交由操作系统执行。但不是所有代码都是解释执行的，JVM 对此做了优化，比如，以 Hotspot 虚拟机来说，它本身提供了 JIT（Just In Time）也就是我们通常所说的动态编译器，它能够在运行时将热点代码编译为机器码，这个时候字节码就变成了编译执行。Java 程序执行流程图如下：
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