1.1 字节码

由编译器编译程序得到的二进制文件（.class文件）。不同的编译器，可以编译出相同的字节码文件，字节码文件也可以在不同的JVM上运行（具有跨平台性，一次编译，到处运行）。

1.2 虚拟机

虚拟机（Virtual Machine）可以分为系统虚拟机和程序虚拟机：

（1）系统虚拟机：完全是对物理计算机的仿真，提供了一个可运行完整操作系统的软件平台，如Visual Box;

（2）程序虚拟机：专门为执行单个计算机程序而设计，其典型代表就是Java虚拟机（JVM），在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。

1.3 JVM简介

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/编译为对应平台上的机器指令执行。每一条Java指令，Java虚拟机规范中都有详细定义，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪里。JVM在计算机系统中的位置如下：

      JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。

1.4 JVM的特性

（1）自动内存管理；

（2）自动垃圾回收机制（相比于C++）;

（3）跨语言的平台，多语言混合编程；

1.5 JVM的整体结构

HotSpot是目前最流行的Java虚拟机，它采用解释器与即时编译器并存的架构，整体架如下：

1.6 Java代码的执行流程

（1）编译器将java源码进行编译生成字节码；

（2）而JVM的主要任务就是讲字节码装载到其内部，解释/编译成对应平台上的机器指令，然后执行；

（3）类加载完成后，会对字节码进行校验，校验通过后JVM解释器会将字节码逐行翻译成机器指令交友操作系统执行；

（4）对于热点代码，会使用JIT编译器将其字节码文件编译成机器指令缓存起来，以提高执行性能。

1.7 JVM的架构模型

JVM的架构模型主要分为两种：

（1）基于栈式架构：使用零地址指令方式，设计和实现简单，不需要依赖硬件支持（适用于资源受限的场景），可移植行好（跨平台）；但指令集较大，代表的有hotspot；

（2）基于寄存器架构：使用多地址指令，依赖硬件支持，可移植性较差；但指令集较小，性能更高，代表的有Davlik；

1.8 JVM的生命周期

（1）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（initial class）来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现指定的；

（2）虚拟机的执行：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；

（3）虚拟机的退出：程序正常执行结束；程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止；由于操作系统用现错误而导致Java虚拟机进程终止；某线程调用Runtime类或system类的exit方法，或Runtime类的halt方法；

1.9 JVM发展历程

（1）Sun classic VM：世界上第一款商用Java虚拟机，这款虚拟机内部只提供解释器，没有及时编译器，因此效率比较低；

（2）Exact VM：准确式内存管理（虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型），热点探测，解释器与编译器混合工作模式；

（3）HotSpot：应用最广，跨平台，除了热点代码探测技术和解释器与编译器协同工作外，还引入了方法区和GC技术；

（4）JRockit：专注于服务器端应用，不太关注程序启动速度，不包含解释器实现，全部代码都靠即时编译器编译后执行，JRockit JVM是世界上最快的JVM；

（5）Dalvik：谷歌开发的，应用于Android系统，基于寄存器架构，不是jvm的栈架构，没有遵循 Java虚拟机规范，不能直接执行Java的Class文件（执行的是编译以后的dex（Dalvik Executable）文件）；

（6）Taobao JVM：创新的GCIH（GC invisible heap），即将生命周期较长的Java对象从heap中移到heap之外，并且GC不能管理GCIH内部的Java对象，以此达到降低GC的回收频率和提升GC的回收效率的目的；对象还能够在多个Java虚拟机进程中实现共享。

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