探讨JVM运行机制和执行流程

JVM是什么

概述

JVM是Java Virtual Machine的缩写。它是一种基于计算设备的规范，是一台虚拟机，即虚构的计算机。

JVM屏蔽了具体操作系统平台的信息（显然，就像是我们在电脑上开了个虚拟机一样），当然，JVM执行字节码时实际上还是要解释成具体操作平台的机器指令的。

通过JVM，Java实现了平台无关性，Java语言在不同平台运行时不需要重新编译，只需要在该平台上部署JVM就可以了。因而能实现一次编译多处运行。(就像是你的虚拟机也可以在任何安了VMWare的系统上运行)

JDK和JRE

JRE

Java Runtime Environment，也就是JVM的运行平台，联系平时用的虚拟机，大概可以理解成JRE=虚拟机平台+虚拟机本体(JVM)。类似于你电脑上的VMWare+适用于VMWare的Ubuntu虚拟机。这样我们也就明白了JVM到底是个什么。

JDK

Java Develop Kit，Java的开发工具包，JDK本体也是Java程序，因此运行依赖于JRE,由于需要保持JDK的独立性与完整性，JDK的安装目录下通常也附有JRE。目前Oracle提供的Windows下的JDK安装工具会同时安装一个正常的JRE和隶属于JDK目录下的JRE。

关于Java

说起Java，人们首先想到的是Java编程语言，然而事实上，Java是一种技术，它由四方面组成：Java编程语言、Java类文件格式、Java虚拟机和Java应用程序接口(Java API)。它们的关系如下图所示：

运行期环境代表着Java平台，开发人员编写Java代码(.java文件)，然后将之编译成字节码(.class文件)，再然后字节码被装入内存，一旦字节码进入虚拟机，它就会被解释器解释执行，或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。

JVM内部结构与运行机制

每个JVM都有两种机制：

①类装载子系统：装载具有适合名称的类或接口

②执行引擎：负责执行包含在已装载的类或接口中的指令

每个JVM都包含：

程序计数器(Program Counter)，Java堆(Heap)，Java虚拟机栈(Stack)，本地方法栈(Native Stack)，方法区(Method Area)

对于JVM的学习，在我看来这么几个部分最重要：

Java代码编译和执行的整个过程

JVM内存管理及垃圾回收机制

下面分别对这几部分进行说明：

Java代码编译和执行的整个过程

也正如前面所说，Java代码的编译和执行的整个过程大概是：开发人员编写Java代码(.java文件)，然后将之编译成字节码(.class文件)，再然后字节码被装入内存，一旦字节码进入虚拟机，它就会被解释器解释执行，或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。

Java代码编译是由Java源码编译器来完成，也就是Java代码到JVM字节码（.class文件）的过程。流程图如下所示：

Java字节码的执行是由JVM执行引擎来完成，流程图如下所示：

Java代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重要的机制:

Java源码编译机制

类加载机制

类执行机制

.....更新中