本文为JVM的基本知识
虚拟机
1.什么是虚拟机
虚拟机（Virtual Machine）就是一台虚拟的计算机。软件层面上，来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为 系统虚拟机 和 程序虚拟机
- Visual Box,VMware就属于系统虚拟机，它们完全是对物理计算器的仿真，提供了一个可以运行完整操作系统的软件平台
- 程序虚拟机的典型代表就是Java虚拟机，它专门为执行单个计算机程序而设计，在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令
2. Java虚拟机
- Java 虚拟机是一台执行 Java字节码的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制，其运行的Java字节码也未必是由Java语言编译而成
- JVM 平台的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台性，优秀的垃圾回收器，以及可靠的即时编译器
- Java技术的核心就是Java虚拟机（JVM , Java Virtual Machine）,因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部
作用
**Java虚拟机局势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，处理结果放在那里。
特点
- 一次编译，到处运行
- 自动内存管理
- 自动垃圾回收功能
3. JVM 的整体结构
上图主要针对HotSpot
- 字节码文件，通过类装载子系统，生成大的class对象，加载到内存中。
- 方法区和堆。是 线程共享的区域
- Java栈 （虚拟机栈），本地方法栈，程序计数器 中 每个线程是独有一份的
- 执行引擎：充当高级语言翻译成机器语言的翻译者
- Interpreter : 解释器
- 解释执行
- JIT Compiler : JIT 及时编译器
- 处理热点代码。反复执行的热点代码提前编译出来
- Garbage Collection : 垃圾回收器
4.JVM的架构模型
Java编译器输入的指令流基本上是一种基于 栈的指令集架构 ，另一种指令集架构则是基于 寄存器的指令集架构
- 基于栈式架构的特点
- 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统。如：机顶盒，小型设备。
- 避开了寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配
- 指令流中的指令大部分是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈。指令集更小，编译器容易实现
- 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台
- 基于寄存器架构的特点
- 典型的应用是x86的二进制指令集：比如传统的PC以及Android的Davlik虚拟机
- 指令集架构则完全依赖硬件，可移植性差
- 性能优秀和执行更高效
- 花费更少的指令去完成一项操作
- 在大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令，二地址指令和三地址指令为主，而基于栈式架构的指令集缺是以零地址指令为主
PS: 零地址指令：只有操作数。一地址指令：一个地址，一个操作数。二地址指令：两个地址，一个操作数。…
总结
- 由于跨平台的设计，Java的指令都是根据栈来设计的 不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。
- 优点：跨平台，指令集小，编译器容易实现。
- 缺点：性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。
问题
Q：嵌入式平台已经不是 Java 程序的主流运行平台了（准确来说，应该是HotSpotVM的宿主环境已经不局限于嵌入式平台了），那么为什么不讲架构更换为基于寄存器的架构呢？
- 首先，基于栈式架构，确实实现起来简单一些。（入栈出栈）
- 其次，嵌入式平台在非受限的平台中也是可以用的。
解释器与 JIT编译器
- 解释器 逐行解释字节码文件
- 即时编译器 寻找热点代码 编译 缓存到方法区 变成本地机器指令 再次使用时直接去方法区取
- 解释器 和 JIT编译器 两者存一个即可
- 只有 解释器 效率太低 需要一行一行去解释字节码文件
- 只有 JIT编译器 第一次加载程序的时候 耗时太长 （因为需要将所有的都加载到内存中）
JVM的生命周期
- 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。
- 虚拟机的执行
- 一个运行中的 Java虚拟机 有一个清洗的任务：执行 Java 程序
- 程序开始执行时他才运行，程序结束时他就停止
- **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 **
- 虚拟机的退出（以下几种情况）
- 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
- 由于操作系统出现错误而导致 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，并且 Java 安全管理器也允许这次 exit 或 halt 操作
- 除此之外， JNI （ Java Native Interface ）规范描述了用 JNI Invocation API来加载或卸载 Java 虚拟机时， Java 虚拟机的退出情况