Java虚拟机（JVM）概念简介

虚拟机概述

所谓虚拟机（Virtual Machine）就是一台虚拟的计算机，它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。

比较出名的系统虚拟机有Visual Box、VMware，他们是完全对物理计算机的仿真，提供一个可运行完整操作系统的软件平台。

Java虚拟机就是典型的程序虚拟机，他专门为执行单个计算机程序而设计的，在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。

无论是系统虚拟机还是程序虚拟机，在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源中，比如java虚拟机我们可以设置堆内存大小，VMware的虚拟机我们可以设置CPU数，内存数等等。这些就是虚拟机提供的资源，软件运行会被限制在该资源中。

java虚拟机

java虚拟机是一台执行java字节码的虚拟计算机，他拥有独立的运行机制，其运行的java字节码也未必由java源文件编译而来。
java虚拟机是在操作系统上做了一层封装，屏蔽了具体操作系统API的底层细节，使得java程序具有跨平台的特性。
JVM是跨语言的，多种语言可以运行在JVM虚拟机上，从而可以利用JVM带来的跨平台特性和优秀的垃圾回收机制。以及可靠的即时编译器。

多种编程语言只要提供各自的编译器，把源代码编译成符合java虚拟机规范的字节码文件，就可以在JAVA虚拟机上运行。这时应该叫JVM字节码文件了。

java技术的核心就是JAVA虚拟机，因为所以java程序都运行在java虚拟机内部。

java虚拟机的作用

java虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释/编译成对应平台（unix、windows等）的机器指令执行，每一条java指令，java虚拟机规范中都有其详细定义，怎么取操作数，怎么处理操作数等。
特点：

一次编译，处处运行。
自动垃圾回收。
自动内存管理

java虚拟机的位置

java虚拟机运行在操作系统之上，没有与硬件直接关联，对硬件的操作都是通过操作系统间接实现。

java虚拟机在java体系中的位置：

java虚拟机是在JRE java运行时环境的最底层。

JAVA虚拟机的整体结构

java虚拟机主要分为三个部分：

类装载子系统：负责装载字节码文件到内存当中，生成Class对象。
运行时数据区：java程序运行时数据的存放，比如对象，类信息，引用等等。
执行引擎：分为解释器、JIT即时编译器、垃圾回收器，把高级语言解释编译成机器语言，用于解释执行java程序

java程序执行流程

首先是java源代码经过编译器（比如javac）进行编译，生成字节码文件。
字节码文件被java虚拟机的类加载子系统装载并生成对应的信息，比如一个个Class对象。
执行引擎对字节码进行解释/编译执行。

java虚拟机的生命周期

虚拟机的启动：java虚拟机的启动是通过引导类加载器（bootstrap class loader）创建一个初始类来完成的，这个类由虚拟机的具体实现指定。

虚拟机的执行：一个运行中的java虚拟机有一个清晰的任务，就是运行java程序。程序开始执行时虚拟机运行，程序执行结束它就停止。执行一个所谓的java程序的时候，真真正正在执行的是一个叫做java虚拟机的进程。 一个运行中的java进程实际上是一个java虚拟机进程。

虚拟机的退出：程序正常执行结束、程序遇到异常或者错误而异常终止、因为操作系统错误而导致java虚拟机终止、某个线程执行RunTime类的exit方法或者half方法，或者System类的exit方法，并且java安全管理器也允许这个操作。以上的情况都会导致java虚拟机进程退出。

java虚拟机的种类

java虚拟机有多种多样的种类，由不同的厂商提供，比如HotSpot VM、SUN Classic VM、Exact VM等等。不同的虚拟机的具体实现会有所不同，但是都遵循着java虚拟机的规范。

HotSpot虚拟机：目前HotSpot虚拟机占有绝对的市场地位，不管JDK6、JDK8、SUN/Oracle JDK 和Open JDK的默认虚拟机都是HotSpot。