1. JVM学习笔记

1.1. 简介

Java虚拟机（Java Virtual Machine, JVM） 是 Java 平台的核心组件，负责执行 Java 字节码（.class 文件），使 Java 程序具备“一次编写，到处运行”（Write Once, Run Anywhere, WORA）的能力。

跨平台运行：JVM 屏蔽了底层操作系统和硬件的差异，Java 程序只需编译成字节码，即可在任何支持 JVM 的系统（Windows、Linux、macOS 等）上运行。
内存管理：自动管理内存分配和垃圾回收（GC），减少内存泄漏风险。
安全机制：提供沙箱（Sandbox）环境，限制恶意代码对系统的访问。
性能优化：通过即时编译（JIT, Just-In-Time）将热点代码转换为本地机器码，提升执行效率。

类加载子系统（Class Loader）
- 负责加载 .class 文件到内存，并生成对应的 Class 对象。
- 包括 启动类加载器（Bootstrap）、扩展类加载器（Extension）、应用类加载器（Application）。
运行时数据区（Runtime Data Areas）
- 方法区（Method Area）：存储类结构、常量池等元数据（JDK 8 后由元空间 Metaspace 替代）。
- 堆（Heap）：存放对象实例（垃圾回收的主要区域）。
- 虚拟机栈（JVM Stack）：存储方法调用的栈帧（局部变量、操作数栈等）。
- 本地方法栈（Native Method Stack）：支持本地（Native）方法执行。
- 程序计数器（PC Register）：记录当前线程执行的指令地址。
执行引擎（Execution Engine）
- 解释器：逐行解释执行字节码。
- JIT 编译器：将热点代码编译为本地机器码优化性能。
- 垃圾回收器（GC）：自动回收堆中不再使用的对象（如 Serial、Parallel、CMS、G1、ZGC 等算法）。
本地方法接口（JNI, Java Native Interface）
- 允许 Java 代码调用 C/C++ 等本地库。

总结：JVM 是 Java 生态的基石，通过虚拟化技术实现了跨平台、内存管理和高性能运行，使得 Java 成为企业级应用的主流选择。