什麼是JVM？
虛擬機器是物理機器的軟體實現。Java是用在VM上執行的WORA（Write Once Run Anywhere）概念而開發的。編譯器將Java檔案編譯為Java .class檔案，然後將.class檔案輸入到JVM中，JVM會載入並執行類檔案。


JVM基本概念


（1）基本概念：
JVM是可執行Java程式碼的假想計算機 ，包括一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個棧、一個垃圾回收，堆 和 一個儲存方法域。JVM是執行在作業系統之上的，它與硬體沒有直接的互動。
(2) 執行過程：
我們都知道Java原始檔，通過編譯器，能夠生產相應的.Class檔案，也就是位元組碼檔案，而位元組碼檔案又通過Java虛擬機器中的直譯器，編譯成特定機器上的機器碼 。
也就是如下
① Java原始檔—->編譯器—->位元組碼檔案
② 位元組碼檔案—->JVM—->機器碼
每一種平臺的直譯器是不同的，但是實現的虛擬機器是相同的，這也就是Java為什麼能夠跨平臺的原因了 ，當一個程式從開始執行，這時虛擬機器就開始例項化了，多個程式啟動就會存在多個虛擬機器例項。程式退出或者關閉，則虛擬機器例項消亡，多個虛擬機器例項之間資料不能共享。
(3) 三種JVM:
在JDK1.7及其以前我們所使用的都是Sun公司的HotSpot，但由於Sun公司和BEA公司都被oracle收購，Jdk1.8將採用Sun公司的HotSpot和BEA公司的JRockit兩個JVM中精華形成jdk1.8的JVM。
JVM如何工作？
如上面架構圖所示，JVM分為三個主要子系統：
一、類載入器子系統
Java的動態類載入功能由類載入器子系統處理。它在執行時，而不是編譯時首次引用類的時候載入、連結、並初始化類檔案。
1.載入
類將通過此元件載入。Boot Strap Class Loader，Extension Class Loader和Application Class Loader是有助於實現的三個類載入器。
上面的類記載器在載入類檔案時遵循Delegation Hierarchy 演算法。
2.連結
3.初始化
這是類載入的最後階段，這裡所有的靜態變數都將被賦予原始值，並執行靜態塊。
二、執行時資料區
執行時資料區分為5個主要元件：
（1）方法區——所有的類級別資料將儲存在這裡，包括靜態變數。每個JVM只有一個方法區，並且它是一個共享資源。
（2）堆區域——所有物件及其對應的例項變數和陣列將儲存在這裡。每個JVM也有一個堆區域。由於方法和堆區域共享多個執行緒的記憶體，因此所儲存的資料非執行緒安全。
（3）堆疊區——對於每個執行緒，將建立一個單獨的執行時棧。對於每個方法呼叫，將在堆疊儲存器中產生一個條目，稱為堆疊幀。所有區域性變數將在堆疊記憶體中建立。堆疊區域是執行緒安全的，因為它不是共享資源。堆疊幀分為三個子元素：
（4）PC暫存器——每個執行緒都有單獨的PC暫存器，用於儲存當前執行指令的地址，一旦指令執行，PC暫存器將更新到下一條指令。
（5）本地方法堆疊——本地方法堆疊儲存本地方法資訊。對於每個執行緒，將建立一個單獨的本地方法堆疊。
三、執行引擎
分配給執行時資料區的位元組碼將由執行引擎執行。執行引擎讀取位元組碼並逐個執行它。
直譯器——直譯器解釋位元組碼較快，但執行慢。直譯器的缺點是當一個方法被多次呼叫時，每次都需要新的解析。
JIT編譯器——JIT編譯器消除了直譯器的缺點。執行引擎將在轉換位元組碼時使用直譯器的幫助，但是當它發現重複的程式碼時，它使用JIT編譯器，編譯器會編譯整個位元組碼並將其更改為原生代碼。這個原生代碼將直接用於重複的方法呼叫，從而提高系統性能。
垃圾收集器：收集和刪除未引用的物件。可以通過呼叫“System.gc（）”觸發垃圾收集器，但不能保證執行。JVM的垃圾回收收集建立的物件。
Java本機介面（JNI）：JNI將與本地方法庫進行互動，並提供執行引擎所需的本地庫。