JVM
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[编辑 | 编辑源代码]
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[编辑 | 编辑源代码]
JVM的主要组件包括：
类加载器子系统[编辑 | 编辑源代码]
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[编辑 | 编辑源代码]
- 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[编辑 | 编辑源代码]
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
工作原理[编辑 | 编辑源代码]
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[编辑 | 编辑源代码]
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[编辑 | 编辑源代码]
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：
java -Xms512m -Xmx1024m -XX:NewRatio=3 -jar application.jar
跨平台实现[编辑 | 编辑源代码]
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[编辑 | 编辑源代码]
JVM不仅用于运行Java程序，还支持其他JVM语言如：
示例代码[编辑 | 编辑源代码]
简单的Java程序执行过程：
// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, JVM!");
}
}
编译和执行：
javac HelloWorld.java # 生成HelloWorld.class
java HelloWorld # JVM执行