编辑“︁JVM”︁

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'''JVM'''（Java Virtual Machine，Java虚拟机）是[[Java]]平台的核心组件，它是一个能够执行Java字节码的虚拟计算机。JVM的主要特点是"一次编写，到处运行"（Write Once, Run Anywhere），这使得Java程序能够在任何安装了JVM的设备上运行，而无需重新编译。

== 概述 ==

JVM是Java技术的基石，它负责：
* 加载和验证Java字节码
* 将字节码解释或编译为机器码
* 管理内存和垃圾回收
* 提供运行时环境

JVM规范由Oracle公司发布，但具体实现可以由不同厂商提供，如[[HotSpot]]（Oracle官方实现）、[[OpenJ9]]（IBM/Eclipse实现）等。

== 架构 ==

JVM的主要组件包括：

=== 类加载器子系统 ===
负责加载.class文件，包含三个主要类加载器：
* 引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）
* 扩展类加载器（Extension ClassLoader）
* 应用程序类加载器（Application ClassLoader）

=== 运行时数据区 ===
* 方法区（存储类结构）
* 堆（存储对象实例）
* Java栈（存储方法调用和局部变量）
* 程序计数器
* 本地方法栈

=== 执行引擎 ===
负责执行字节码，可能包含：
* 解释器
* 即时编译器（JIT）
* 垃圾回收器

<mermaid>
graph TD
    A[源代码.java] -->|javac编译| B[字节码.class]
    B --> C[JVM]
    C --> D[类加载器]
    D --> E[运行时数据区]
    E --> F[执行引擎]
    F --> G[本地机器码]
</mermaid>

== 工作原理 ==

1. Java源代码被编译为平台无关的字节码（.class文件）
2. JVM加载这些字节码
3. 字节码被验证以确保安全性
4. 执行引擎将字节码转换为机器码执行

== 内存管理 ==

JVM使用自动垃圾回收机制管理内存，主要算法包括：
* 标记-清除算法
* 复制算法
* 标记-整理算法
* 分代收集算法

垃圾回收器类型：
* 串行收集器（Serial GC）
* 并行收集器（Parallel GC）
* CMS收集器（Concurrent Mark-Sweep）
* G1收集器（Garbage-First）

== 性能优化 ==

JVM性能调优常用参数：
* -Xms：初始堆大小
* -Xmx：最大堆大小
* -XX:NewRatio：新生代与老年代比例
* -XX:SurvivorRatio：Eden与Survivor区比例

示例配置：
<syntaxhighlight lang="bash">
java -Xms512m -Xmx1024m -XX:NewRatio=3 -jar application.jar
</syntaxhighlight>

== 跨平台实现 ==

虽然JVM本身是平台相关的，但通过在不同操作系统上实现JVM，Java实现了跨平台能力。Android平台使用类似的机制，但有自己的虚拟机实现（[[Dalvik]]/[[ART]]）。

== 实际应用 ==

JVM不仅用于运行Java程序，还支持其他JVM语言如：
* [[Kotlin]]
* [[Scala]]
* [[Groovy]]
* [[Clojure]]

== 示例代码 ==

简单的Java程序执行过程：
<syntaxhighlight lang="java">
// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, JVM!");
    }
}
</syntaxhighlight>

编译和执行：
<syntaxhighlight lang="bash">
javac HelloWorld.java  # 生成HelloWorld.class
java HelloWorld        # JVM执行
</syntaxhighlight>

== 参见 ==
* [[Java]]
* [[字节码]]
* [[垃圾回收]]
* [[HotSpot]]
* [[Android Runtime]]

[[Category:Java平台]]
[[Category:虚拟机]]
[[Category:编程语言实现]]