1.JVM快速扫盲

JVM全称Java Virtual Machine，也称java虚拟机。那什么是虚拟机呢，相信大家应该多多少少都有听说过。就是通过软件来模拟的一个具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。简单粗暴的可以理解为可以在上面进行一些操作的一个计算机，但是这个计算机是虚拟的、不存在。知道了虚拟机，那java虚拟机又是什么呢？

java虚拟机是一种程序虚拟机，java虚拟机是可运行的java程序的假想计算机。java虚拟机有自己假想的硬件，如处理器，寄存器，堆，栈等，还有相应的指令系统。

学过java的应该都知道，java语言有个特性就是具有可移植性.这就与java虚拟机有着直接的关系。一般高级语言在不同的平台上运行时需要编译成不同的目标代码。但是当引入Java虚拟机之后，java语言只需编译生成能在java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，在各种不同的平台下，引入java虚拟机，java代码就可以不加任何修改编译运行起来。

java虚拟机规范定义了一个抽象的，虚拟的机器。这个规范描述了一个指令集，一组寄存器，一个堆，一个栈，一个垃圾堆和一个方法区。一旦一个java虚拟机在给定的平台上运行，则任何一个java程序的字节码文件都可以在通过java虚拟机在此平台上运行起来。

目前我们知道，运行一个java程序时，需要先通过一个叫javac的编译器，将代码编译成class文件，最终加载到JVM中，将其解释成各个平台都能识别的机器码，最终实现跨平台。

2.JDK、JRE、JVM的关系

JDK(Java Development Kit)：即java开发工具包,用于java程序的开发,针对于开发者。是整个java的核心，包含了java运行环境jre、Java基础的类库、jvm实现标准、java核心类库等。

java基础类库就是Java API,包括rt.java.Java API就是Java应用程序接口,比如基本的语言结构,I/O,网络等,开发者可以直接调用.

JRE(Java Runtime Environment):即java运行环境,不能编译(java源文件的编译在jdk中),只能运行.class文件,针对于用户.

JRE包含了一个JVM(java虚拟机),java核心类库和其支持的一些文件.于jdk不同,jre不包含开发工具--编译器,调试器和其他工具.

一个java程序的运行必少不了jre,编译后的java程序必须要在jre上才能运行.如果想要运行一个已经编译好的java程序,只需要在计算机中安装jre即可.

JVM(Java Virtual Machine):将字节码(拓展名为.class)文件解释成各系统能识别的机器指令.

以下是三者之间的包含关系:

JVM是java程序能实现跨平台的最核心部分.java程序编译成字节码文件(.class)之后,字节码文件不直接与操作系统打交道,而是在JVM上执行,JVM会将该文件解释成系统能识别的机器指令.JVM再与操作系统进行交互(JVM是运行在操作系统上面的).

"java一次编译到处运行":通过JVM屏蔽底层系统(Windows,Linux,Mac等)的差异来实现的.java程序被编译之后,形成字节码文件,该文件运行在jvm上,jvm运行在操作系统上,jvm内部做了不同操作系统的适配,所以不同的操作系统不会影响java程序输出结果的一致性.

3.JVM内存区域划分

JVM本质上就是一个java进程。当JVM运行时，就会从操作系统那边申请一大块内存，这一大块内存被分为五部分，分别有着自己的作用。这五大部分如下图：

3.1 堆

堆存放的就是new的对象(包括对象里面的成员方法)，同时也是这五部分中占地面积最大的区域。堆是被所用线程共用的一块内存，在虚拟机启动时创建，此内存就是用来存放java对象实例的，几乎所有的java对象实例都存放在对堆上。

3.2 java虚拟机栈

java虚拟机栈中存放在的是方法之间的调用关系和局部变量。java虚拟机栈是线程私有的，生命周期与线程相同。每个方法在执行时，就会java虚拟机栈中为其分配一块栈帧，栈帧中存放的就是每个方法的局部变量表，操作栈，动态链接，方法返回出口等信息。每一个方法从执行到结束就是一个对应着一个栈帧在java虚拟机中入栈和出栈的过程。

局部变量表：用来存储局部变量(包括方法中的非静态变量和方法形参)。对于基本数据类型，直接存值；对于引用数据类型，存其对象的引用。

动态链接：每一个栈帧内部都包含一个运行时常量池中该栈帧所属方法的引用。包含这个引用就是为了支持当前方法能够实现动态链接。有些方法的调用，编译期无法确定，只能在程序运行期间将调用方法的符号引用转为直接引用。

方法返回出口：当一个方法执行结束之后，要返回调用它的地方。这时就需要在栈帧中保存它的返回地址。

3.3 本地方法栈

与java虚拟机栈的管理机制大致相同，也是线程私有的。java虚拟机用来管理java方法的调用；本地方法栈用来管理本地方法（Native）的调用。当某个线程调用一个本地方法时，他就进入一个全新的并且不再受虚拟机的限制。在HotSpot的jvm中将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。