一、什么是JVM？ JVM是Javavirtualmachine(Java虚拟机)的缩写，通过在实际计算机上模拟各种计算机功能来实现。 由一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域等组成。 JVM屏蔽有关操作系统平台的信息，使Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，就可以在各种平台上运行而无需修改。 这也是Java能够运行“一次编译，到处运行的”的原因。
二、JRE、JDK与JVM的关系JRE（Java Runtime Environment， Java运行环境）是Java平台，所有程序必须在JRE下运行。 包括JVM、Java核心类库和支持文件。
JDK（Java Development Kit，Java开发工具包）是用于编译和调试Java程序的开发工具包。 包括Java工具(例如javac/java/jdb )和基于Java的类库(java API )。
JVM（Java Virtual Machine， Java虚拟机）是JRE的一部分。 JVM的主要工作是解释自己的指令集(字节码)，并将其映射到本地CPU指令集和操作系统系统调用。 Java语言在跨平台上运行，在不同的操作系统中有不同的JVM映射规则，无论操作系统如何，都能提供跨平台性。
下图显示了JDK、JRE和JVM之间的关系。
总结：使用JDK (调用JAVA API )开发JAVA程序后，通过JDK中的编译器(javac )将JAVA程序编译为Java字节码，然后在JRE上运行这些字节码
三、JVM原理java体系结构介绍：
class loader :用于加载. class文件。
Execution Engine :用于执行字节码或本地方法。
运行时数据区：方法区、堆、java堆栈、pc寄存器和本地方法堆栈。
1、JVM生命周期介绍
Java实例对应于独立运行的Java程序(进程级别)
)1)启动
启动Java程序时，将生成一个JVM实例。 具有publicstaticvoidmain[]args]函数的class可以用作运行JVM实例的起点。
)2)运行
main ) )是程序的初始线程的起点，其他线程可以从该线程启动。 JVM内部有两种类型的线程：守护线程和非守护线程。 main ) )是非守护程序线程，守护程序线程通常由JVM使用，程序可以将创建的线程指定为守护程序线程。
)3)消亡
JVM在程序中的所有非守护程序线程都结束时退出。 如果安全管理器允许，程序也可以使用Runtime类或System.exit ()退出。
JVM执行引擎实例与用户可执行文件中的线程相对应。 线程级别。
2、Java类加载器
Java加载类的过程
（1）装载（loading）
找到二进制代码并将其加载到JVM中。 JVM使用ClassLoader完成类名、类所在的包名和类的加载。 因此，它标识加载的类。 类名包名ClassLoader实例ID。
（2）链接（linking）
负责验证二进制字节代码的格式，初始化加载类中的静态变量，以及解析类中调用的接口。 验证完成后，JVM初始化类中的静态变量并将其分配给默认值。 最后，比较并验证类中的所有属性、方法，确保要调用的属性、方法存在，并且具有private、public等访问权限。 否则，将显示NoSuchMethodError、NoSuchFieldError等错误消息。
（3）初始化（initializing）
负责初始化类中的静态初始化代码、构造函数代码和静态属性，并触发以下四种情况初始化进程：
调用new
反射调用了类中的方法
子类调用了初始化
JVM启动过程结束的初始化类
JVM类的加载顺序
（1）层级结构
booststrap类加载器
在ClassLoader、c实现和JVM启动时初始化此ClassLoader，并完成加载$JAVA_HONE的JRE/lib/rt.jar(sunjdk实现)中的所有class文件。 此jar包含在java规范中定义的所有class文件
接口以及实现。②Extension ClassLoader
JVM用此classloader来加载扩展功能的一些jar包
③System ClassLoader
JVM用此ClassLoader来加载启动参数中指定的ClassPath中的jar包以及目录，在Sun JDK中ClassLoader对应的类名为AppClassLoader。
④User-Defined ClassLoader
User-Defined ClassLoader是Java开发人员继承ClassLoader抽象类实现的ClassLoader，基于自定义的ClassLoader可用于加载非ClassPath中的jar以及目录。
（2）委派模式（Delegation Mode）
当JVM加载一个类的时候，下层的加载器会将任务给上一层类加载器，上一层加载检查它的命名空间中是否已经加载这个类，如果已经加载，直接使用这个类。如果没有加载，继续往上委托直到顶部。检查之后，按照相反的顺序进行加载。如果Bootstrap加载器不到这个类，则往下委托，直到找到这个类。一个类可以被不同的类加载器加载。
可见性限制：下层的加载器能够看到上层加载器中的类，反之则不行，委派只能从下到上。
不允许卸载类：类加载器可以加载一个类，但不能够卸载一个类。但是类加载器可以被创建或者删除。
（3）JVM执行引擎
类加载器将字节码载入内存后，执行引擎以java字节码为单元，读取java字节码。java字节码机器读不懂，必须将字节码转化为平台相关的机器码。这个过程就是由执行引擎完成的。
在执行方法时JVM提供了四种指令来执行
①invokestatic:调用类的static方法。
②invokevirtual:调用对象实例的方法。
③invokeinterface：将属性定义为接口来进行调用。
④invokespecial：JVM对于初始化对象（Java构造器的方法为：）以及调用对象实例的私有方法时。
主要的执行计数：
解释，即时执行，自适应优化、芯片级直接执行。
解释属于第一代JVM
即时编译JIT属于第二代JVM
自适应优化（目前sun的HotspotJVM采用这种技术），吸取第一代JVM和第二代JVM的经验，采用两者结合的方式，开始对所有的代码都采用解释执行的方式，并监视代码执行情况，然后对那些经常调用的方法启动一个后台线程，将其编译为本地代码，并进行优化。若方法不再频繁使用，则取消编译过代码，仍对其进行解释执行。
3、java运行时数据区
4、PC寄存器
用于存储每个线程下一步将要执行的JVM指令，若该方法为native的，则PC寄存器中不存储任何信息。Java多线程情况下，每个线程都有一个自己的PC，以便完成不同线程上下文环境的切换。
5、JVM栈
JVM栈是线程私有的，每个线程创建的同时都会创建JVM栈，JVM栈中存放当前线程中局部基本类型的变量（Java中定义的八种基本类型：boolean、char、byte、short、int、long、float、double）、部分的返回结果以及Stack Frame，非基本类型的对象在JVM栈上仅存放一个指向堆的地址。
6、堆（Heap）
它是JVM用来存储对象实例以及数组值的区域，可以认为Java中所有通过new创建的对象的内存都在此分配，Heap中的对象的内存需要等待GC进行回收。
堆在JVM启动的时候就被创建，堆中储存了各种对象，这些对象被自动管理内存系统（Automatic Storage Management System），也就是常说的“Garbage Collector（垃圾回收器）”管理。这些对象无需、也无法显示地被销毁。
JVM将Heap分为两块：能干的保温杯代New Generation和旧生代Old Generation
堆是JVM中所有线程共享的，因此在其上进行对象内存的分配均需要进行加锁，导致new对象的开销比较大。
Sun Hotspot JVM为了提升对象内存分配的效率，对于所有创建的线程都会分配一块独立的空间TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由JVM根据运行的情况计算而得，在TLAB上分配对象时不需要加锁，因此JVM在给线程对象分配内存时会尽量的在TLAB上分配，在这种情况下JVM中分配对象内存的性能和C基本是一样的，但如果对象过大的话则仍然要直接使用堆空间分配。
TLAB仅作用于能干的保温杯代的Eden Space，因此在编写Java程序时，通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。
所有新创建的Object都将会存储在能干的保温杯代Young Generation中。如果Young Generation的数据在一次或多次GC后存活下来，那么将被转移到OldGeneration。新的Object总是创建在Eden Space。
7、方法区域（Method Area）
在Sun JDK中这块区域对应的为PermanetGeneration，又称为持久代。
方法区域存放所加载类的信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息，当开发人员在程序中通过Class对象中的getName，isInstance等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域，同时方法区域也是全局共享的，在一定条件下它也会被GC，当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时，就会抛出OutOfMemory的错误信息。
8、运行时常量池（Runtime Constant Pool）
存放的为类中的固定常量信息、方法和Field的引用信息等，其空间从方法区域中分配。
9、本地方法堆栈（Native Method Stacks）
JVM采用本地方法堆来支持native方法的执行，此区域用于存储每个native方法调用的状态。
10、JVM垃圾回收
GC的基本原理：将内存中不再被使用的对象进行回收，GC中用于回收的方法称为收集器，由于GC需要消耗一些资源和时间，Java在对对象生命周期特征进行分析后，按照能干的保温杯代、旧生代的方式来对对象进行收集，以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停。
对能干的保温杯代的对象收集称为minor GC
对旧生代的对象收集称为Full GC
程序中主动调用System.gc（）强制执行的GC为Full GC。
不同的对象引用类型，GC会采用不同的方法进行回收，JVM对象的引用分为了四种类型：
①强引用：默认情况下，对象采用的均为强引用（这个对象的实例没有其他对象引用时， GC时才会被回收）
②软引用：软引用是Java中提供的一种比较适合于缓存场景的应用（只有内存不够的情况下才会被GC）
③弱引用：在GC时一定会被GC回收。
④虚引用：虚引用只是用来得知对象是否被GC。