作為開發人員，了解 JVM 的架構非常重要，因為它使我們能夠更有效地編寫代碼。
什么是 JVM?
虛擬機是物理機的軟件實現。JAVA 是根據 WORA(一次編寫，隨處運行)的概念開發的，它在 VM 上運行。編譯器將 Java 文件編譯為 Java .class 文件，然后將該 .class 文件輸入到 JVM 中，JVM 加載并執行該類文件。下面是JVM的架構圖。
JVM 是如何工作的?
如上架構圖所示，JVM主要分為三個子系統：類加載器子系統、運行時數據區、執行引擎。
1. 類加載器子系統
Java 的動態類加載功能由類加載器子系統處理。它加載，鏈接，并在運行時而不是編譯時第一次引用類時初始化類文件。
1)加載
類將由該組件加載。BootStrap ClassLoader、Extension ClassLoader 和 Application ClassLoader 是三個有助于實現它的類加載器。
l BootStrap ClassLoader – 負責從引導類路徑加載類，除了 rt.jar。此加載程序將獲得最高優先級。
l Extension ClassLoader – 負責加載 ext 文件夾 (jrelib) 中的類。
l Application ClassLoader——負責加載Application Level Classpath、路徑提到的環境變量等。
上述類加載器在加載類文件時將遵循委托層次算法。
2)鏈接
l 驗證 - 字節碼驗證器將驗證生成的字節碼是否正確，如果驗證失敗，我們將收到驗證錯誤。
l 準備 - 對于所有靜態變量，內存將被分配并分配默認值。
3)初始化
這是類加載的最后階段，在這里，所有靜態變量都將被賦予原始值，并且將執行靜態塊。
2. 運行時數據區
運行時數據區分為五個主要部分：
1)方法區——所有類級別的數據都將存儲在這里，包括靜態變量。每個JVM只有一個方法區，它是一個共享資源。Java培訓班的課程都是系統全面的整體，無論個人基礎的好壞，都能真正做到從0開始，循序漸進的過渡到實際項目演練，在實際項目中驗證所學知識的掌握程度，這是個人自學難以企及的巨大優勢。
2)堆區——所有對象及其對應的實例變量和數組都將存儲在這里，每個 JVM 也有一個堆區。Method 和 Heap 區域為多個線程共享內存。
3)堆棧區——對于每個線程，將創建一個單獨的運行時堆棧。對于每個方法調用，都會在堆棧內存中創建一個條目，稱為堆棧幀。所有局部變量都將在堆棧內存中創建。堆棧區域是線程安全的，因為它不是共享資源。Stack Frame 分為三個子實體：
l 局部變量數組 - 與方法相關，涉及多少局部變量以及相應的值將存儲在這里。
l 操作數棧——如果需要執行任何中間操作，操作數棧充當運行時工作區來執行操作。
l 幀數據——與方法對應的所有符號都存儲在這里。在任何異常的情況下，catch 塊信息將保存在幀數據中。
4)PC 寄存器——每個線程都有單獨的 PC 寄存器，用于保存當前執行指令的地址，一旦指令執行，PC 寄存器將被下一條指令更新。
5)本機方法堆棧——本機方法堆棧保存本機方法信息。對于每個線程，將創建一個單獨的本機方法堆棧。
3.執行引擎
分配給運行時數據區的字節碼將由執行引擎執行，執行引擎讀取字節碼并逐段執行。
1)解釋器——解釋器更快地解釋字節碼，但執行速度很慢。解釋器的缺點是當一個方法被多次調用時，每次都需要新的解釋。
2)JIT 編譯器——JIT 編譯器消除了解釋器的缺點。執行引擎將在解釋器的幫助下轉換字節碼，但當它發現重復的代碼時，它會使用 JIT 編譯器，編譯整個字節碼并將其更改為本地代碼。該原生代碼將直接用于重復的方法調用，從而提高系統的性能。
l 中間代碼生成器——生成中間代碼
l 代碼優化器——負責優化上面生成的中間代碼
l 目標代碼生成器——負責生成機器代碼或本機代碼
l 探查器——一個特殊的組件，負責查找熱點，即是否多次調用該方法。
3)垃圾收集器——收集和刪除未引用的對象。垃圾回收可以通過調用 System.gc() 來觸發，但不能保證執行。JVM 的垃圾收集收集創建的對象。
Java 本地接口(JNI)將與本機方法庫交互，并提供執行引擎所需的本機庫。本機方法庫是執行引擎所需的本機庫的集合。
