1. 什么是JVM
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。
从Java平台的逻辑结构上来看，我们可以从下图来了解JVM：
Java平台逻辑结构
从上图能清晰看到Java平台包含的各个逻辑模块，也能了解到JDK与JRE的区别，对于JVM自身的物理结构，我们可以从下图鸟瞰一下：
JVM架构
2. JAVA代码编译和执行过程
Java代码编译是由Java源码编译器来完成，流程图如下所示：
Java代码编译流程
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字节码执行
Java程序经过一次编译之后，将java代码编译为字节码也就是class文件，然后在不同的操作系统上依靠不同的java虚拟机进行解释，最后再转换为不同平台的机器码，最终得到执行。
Java源代码运行过程：
① Java源文件—->编译器—->字节码文件
② 字节码文件—->JVM—->机器码
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
2.1 Java源码编译机制
Java 源码编译由以下三个过程组成：
分析和输入到符号表
注解处理
语义分析和生成class文件
Java源码编译流程图如下所示：
Java源码编译流程
最后生成的class文件由以下部分组成：
结构信息。包括class文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息
元数据。对应于Java源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池
方法信息。对应Java源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息
2.2 类加载机制
JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：
Java类加载机制
1. Bootstrap ClassLoader 启动类加载器
负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类。
2. Extension ClassLoader 扩展类加载器
负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
3. App ClassLoader 应用类加载器
负责记载classpath中指定的jar包及目录中class。
4. Custom ClassLoader 自定义类加载器
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如Tomcat、JBoss都会根据J2EE规范自行实现ClassLoader加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。
2.3. 类执行机制
JVM是基于栈的体系结构来执行class字节码的。线程创建后，都会产生程序计数器（PC）和栈（Stack），程序计数器存放下一条要执行的指令在方法内的偏移量，栈中存放一个个栈帧，每个栈帧对应着每个方法的每次调用，而栈帧又是有局部变量区和操作数栈两部分组成，局部变量区用于存放方法中的局部变量和参数，操作数栈中用于存放方法执行过程中产生的中间结果。栈的结构如下图所示：
Java栈结构
3. JVM内存管理和垃圾回收
JVM内存组成结构
JVM内存结构由堆、栈、本地方法栈、方法区等部分组成，结构图如下所示：
作者：garyond
链接：https://www.jianshu.com/p/77dacfb3214d
随时随地看视频
