1.堆栈

JVM运行字节码时，所有的操作基本都是围绕两种数据结构，一种是堆栈（本质是栈结构），还有一种是队列，如果JVM执行某条指令时，该指令需要对数据进行操作，那么被操作的数据在指令执行前，必须要压到堆栈上，JVM会自动将栈顶数据作为操作数。如果堆栈上的数据需要暂时保持起来时，那么它就会被存储到局部变量队列上。

0: bipush        10     //0是程序偏移地址，然后是指令，最后是操作数
2: istore_1

这一步操作实际上就是使用bipush将10推向栈顶，接着使用istore_1将当前栈顶数据存放到第二个局部变量中，也就是a，所以这一步执行的是int a = 10操作。

3: bipush        20
5: istore_2

同上，这里执行的是int b = 20操作。

6: iload_1
7: iload_2
8: iadd

这里是将第二和第三个局部变量放到栈中，也就是取a和b的值到栈中，最后iadd操作将栈中的两个值相加，结果依然放在栈顶。

9: istore_3
10: iload_3
11: ireturn

将栈顶数据存放到第四个局部变量中，也就是c，执行的是int c = 30，最后取出c的值放入栈顶，使用ireturn返回栈顶值，也就是方法的返回值。至此，方法执行完毕。

实际上我们发现，JVM执行的命令基本都是入栈出栈等，而且大部分指令都是没有操作数的，传统的汇编指令有一操作数、二操作数甚至三操作数的指令，相比C编译出来的汇编指令，执行起来会更加复杂，实现某个功能的指令条数也会更多，所以Java的执行效率实际上是不如C/C++的，虽然能够很方便地实现跨平台，但是性能上大打折扣，所以在性能要求比较苛刻的Android上，采用的是定制版的JVM，并且是基于寄存器的指令集架构。在某些情况下，我们可以使用JNI机制来通过Java调用C/C++编写的程序以提升性能（也就是本地方法，使用到native关键字）

2.jvm启动流程：

 配置JVM装载环境-> 解析虚拟机参数- >设置线程栈大小->执行JavaMain方法

1.首先进行初始化操作： 

InitLauncher(javaw);
DumpState();
if (JLI_IsTraceLauncher()) {
    int i;
    printf("Command line args:\n");
    for (i = 0; i < argc ; i++) {
        printf("argv[%d] = %s\n", i, argv[i]);
    }
    AddOption("-Dsun.java.launcher.diag=true", NULL);
}

2.选择合适的jre版本

SelectVersion(argc, argv, &main_class);

3.创建合适的jvm执行环境，例如需要确定模型数据，32位还是64位，以及jvm本身的一些配置在jvm.config文件中读取和解析。

4.jvm初始化，有所在的平台进行

return JVMInit(&ifn, threadStackSize, argc, argv, mode, what, ret);

 3.内存管理

        Java只支持直接使用基本数据类型和对象类型，至于内存到底如何分配，并不是由我们来处理，而是JVM帮助我们进行控制，这样就帮助我们节省很多内存上的工作，虽然带来了很大的便利，但是，一旦出现内存问题，我们就无法像C/C++那样对所管理的内存进行合理地处理，因为所有的内存操作都是由JVM在进行，只有了解了JVM的内存管理机制，我们才能够在出现内存相关问题时找到解决方案。

3.1内存区域划分

 我们可以看到，内存区域一共分为5个区域，其中方法区和堆是所有线程共享的区域，随着虚拟机的创建而创建，虚拟机的结束而销毁，而虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器都是线程之间相互隔离的，每个线程都有一个自己的区域，并且线程启动时会自动创建，结束之后会自动销毁。内存划分完成之后，我们的JVM执行引擎和本地库接口，也就是Java程序开始运行之后就会根据分区合理地使用对应区域的内存了。

程序计数器

        首先我们来介绍一下程序计数器，它和我们的传统8086 CPU中PC寄存器的工作差不多，因为JVM虚拟机目的就是实现物理机那样的程序执行。在8086 CPU中，PC作为程序计数器，负责储存内存地址，该地址指向下一条即将执行的指令，每解释执行完一条指令，PC寄存器的值就会自动被更新为下一条指令的地址，进入下一个指令周期时，就会根据当前地址所指向的指令，进行执行。

而JVM中的程序计数器可以看做是当前线程所执行字节码的行号指示器，而行号正好就指的是某一条指令，字节码解释器在工作时也会改变这个值，来指定下一条即将执行的指令。

因为Java的多线程也是依靠时间片轮转算法进行的，因此一个CPU同一时间也只会处理一个线程，当某个线程的时间片消耗完成后，会自动切换到下一个线程继续执行，而当前线程的执行位置会被保存到当前线程的程序计数器中，当下次轮转到此线程时，又继续根据之前的执行位置继续向下执行。

程序计数器因为只需要记录很少的信息，所以只占用很少一部分内存。

虚拟机栈

        虚拟机栈就是一个非常关键的部分，看名字就知道它是一个栈结构，每个方法被执行的时候，Java虚拟机都会同步创建一个栈帧（其实就是栈里面的一个元素），栈帧中包括了当前方法的一些信息，比如局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等。

         其中局部变量表就是我们方法中的局部变量，实际上局部变量表在class文件中就已经定义好了，操作数栈就是我们之前字节码执行时使用到的栈结构； 每个栈帧还保存了一个可以指向当前方法所在类的运行时常量池，目的是：当前方法中如果需要调用其他方法的时候，能够从运行时常量池中找到对应的符号引用，然后将符号引用转换为直接引用，然后就能直接调用对应方法，这就是动态链接（我们还没讲到常量池，暂时记住即可，建议之后再回顾一下），最后是方法出口，也就是方法该如何结束，是抛出异常还是正常返回。
 

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int res = a();
        System.out.println(res);
    }

    public static int a(){
        return b();
    }

    public static int b(){
        return c();
    }

    public static int c(){
        int a = 10;
        int b = 20;
        return a + b;
    }
}

执行流程：

 接着我们继续往下，到了0: invokestatic #2 // Method a:()I时，需要调用方法a()，这时当前方法就不会继续向下运行了，而是去执行方法a()，那么同样的，将此方法也入栈，注意是放入到栈顶位置，main方法的栈帧会被压下去：

 这时，进入方法a之后，又继而进入到方法b，最后在进入c，因此，到达方法c的时候，我们的虚拟机栈变成了：

 现在我们依次执行方法c中的指令，最后返回a+b的结果，在方法c返回之后，也就代表方法c已经执行结束了，栈帧4会自动出栈，这时栈帧3就得到了上一栈帧返回的结果，并继续执行，但是由于紧接着马上就返回，所以继续重复栈帧4的操作，此时栈帧3也出栈并继续将结果交给下一个栈帧2，最后栈帧2再将结果返回给栈帧1，然后栈帧1就可以继续向下运行了，最后输出结果。