作為一名Java開發者，掌握JVM的體系結構也是很有必要的，瞭解底層的東西，有助於更好的理解和掌握程序運行中的原理。
一、Java運行原理
說起Java，我們首先想到的是Java編程語言，然而事實上，Java是一種技術，它由四方面組成：Java編程語言、Java類文件格式、Java虛擬機和Java應用程序接口(Java API)。它們的關係如下圖所示：
二、JVM的運行原理
基本概念：JVM是可運行Java代碼的假想計算機 ，包括一套字節碼指令集、一組寄存器、一個棧、一個垃圾回收，堆 和 一個存儲方法域。JVM是運行在操作系統之上的，它與硬件沒有直接的交互。
運行過程：我們都知道Java源文件，通過編譯器，能夠生產相應的.Class文件，也就是字節碼文件，而字節碼文件又通過Java虛擬機中的解釋器，編譯成特定機器上的機器碼 。具體如下分為兩個步驟：
① Java源文件—->編譯器—->字節碼文件
② 字節碼文件—->JVM—->機器碼
每一種平臺的解釋器是不同的，但是實現的虛擬機是相同的，這也就是Java為什麼能夠跨平臺的原因了 ，當一個程序從開始運行，這時虛擬機就開始實例化了，多個程序啟動就會存在多個虛擬機實例。程序退出或者關閉，則虛擬機實例消亡，多個虛擬機實例之間數據不能共享。
3.JVM的體系結構:
(1) Class Loader類加載器:
負責加載 .class文件，class文件在文件開頭有特定的文件標示，並且ClassLoader負責class文件的加載等，至於它是否可以運行，則由Execution Engine決定。
(2) Native Interface本地接口:
本地接口的作用是融合不同的編程語言為Java所用，它的初衷是融合C/C++程序，Java誕生的時候C/C++橫行的時候，要想立足，必須有調用C/C++程序，於是就在內存中專門開闢了一塊區域處理標記為native的代碼，它的具體作法是Native Method Stack中登記native方法，在Execution Engine執行時加載native libraies.
(3) Execution Engine 執行引擎：執行包在裝載類的方法中的指令，也就是方法。
(4) Runtime data area 運行數據區:
JVM內存，衝整個計算機內存中開闢一塊內存存儲Jvm需要用到的對象，變量等，運行區數據有分很多小區，分別為：方法區，虛擬機棧，本地方法棧，堆，程序計數器。
4.JVM數據運行區詳解：
JVM數據運行區中，棧主要負責運行，堆負責存儲，一般來說，JVM調優主要就是優化 Heap堆 和 Method Area 方法區。
(1) Native Method Stack本地方法棧
它的具體做法是Native Method Stack中登記native方法，在Execution Engine執行時加載native libraies。
(2) PC Register程序計數器
每個線程都有一個程序計算器，就是一個指針，指向方法區中的方法字節碼（下一個將要執行的指令代碼），由執行引擎讀取下一條指令，是一個非常小的內存空間，幾乎可以忽略不記。
(3) Method Area方法區
方法區是被所有線程共享，所有字段和方法字節碼，以及一些特殊方法如構造函數，接口代碼也在此定義。簡單說，所有定義的方法的信息都保存在該區域，此區域屬於共享區間。
靜態變量+常量+類信息+運行時常量池存在方法區中，實例變量存在堆內存中。
(4) Stack 棧：棧也叫棧內存，主管Java程序的運行，是在線程創建時創建，它的生命期是跟隨線程的生命期，線程結束棧內存也就釋放，對於棧來說不存在垃圾回收問題，只要線程一結束該棧就Over，生命週期和線程一致，是線程私有的， 基本類型的變量和對象的引用變量都是在函數的棧內存中分配。遵循“先進後出”/“後進先出”原則。
(5) Heap 堆：堆這塊區域是JVM中最大的，應用的對象和數據都是存在這個區域，這塊區域也是線程共享的，也是 gc 主要的回收區，一個 JVM 實例只存在一個堆類存，堆內存的大小是可以調節的。類加載器讀取了類文件後，需要把類、方法、常變量放到堆內存中，以方便執行器執行。
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