JVM

Java虚拟机（JVM）是一种抽象的计算机，其使得计算机运行的Java程序。JVM有三种概念：规范，实现和实例。规范是一个正式描述JVM实现所需要的文档。有一个单一的规范确保所有的实现是可互操作的。JVM实现是一个满足JVM规范要求的计算机程序。JVM的一个实例是运行在执行编译为Java字节码的计算机程序的进程中的实现。

Java Runtime Environment（JRE）是一个软件包，它包含运行Java程序所需的东西。它包括一个Java虚拟机实现和一个Java类库的实现。拥有Java商标的Oracle公司使用名为HotSpot的Java虚拟机分发Java Runtime环境。

Java开发工具包（ JDK）是JRE的超集，包含用于Java程序员的工具，例如 javac编译器。Java Development Kit由Oracle Corporation直接免费提供，或由Oracle管理的 OpenJDK开源项目免费提供。
Java虚拟机是一个由规范定义的抽象（虚拟）计算机。本规范省略了确保互操作性不重要的实现细节：运行时数据区域的内存布局，使用的垃圾收集算法以及Java虚拟机指令（将其转换为机器代码）的任何内部优化。这种疏漏的主要原因是不会不必要地限制实施者。任何Java应用程序只能在Java虚拟机的抽象规范的具体实现中运行。[1]

从Java Platform Standard Edition（J2SE）5.0开始，对JVM规范的更改已在Java社区过程下作为JSR 924开发。[2]截至2006年，支持对类文件格式（JSR 202）[3]被完成为JSR 924的维护版本为JVM的规范发布的蓝皮书，[4]所述的前言中指出：

我们打算这个规范应该足够的文档Java虚拟机，使可能兼容洁净室的实现。Oracle提供了验证Java虚拟机实现的正确操作的测试。

Oracle的JVM之一被命名为HotSpot，另一个从BEA Systems继承的是JRockit。洁净室的 Java实现包括Kaffe和IBM J9。Oracle拥有Java商标，并可能允许其使用认证实现套件与Oracle规范完全兼容。

JVM字节码的组织单位之一是一个类。类加载器实现必须能够识别并加载符合Java类文件格式的任何内容。任何实现都可以自由地识别除了类文件之外的其他二进制形式，但它必须识别类文件。

类加载器按照严格的顺序执行三个基本的活动：

加载：查找并导入类型的二进制数据
链接：执行验证，准备和（可选）解决方案
验证：确保导入类型的正确性
准备：为类变量分配内存并将内存初始化为默认值
解决方法：将符号引用从类型转换为直接引用。
初始化：调用将类变量初始化为正确的初始值的Java代码。
通常，类加载器有两种类型：引导类加载器和用户定义的类加载器。

每个Java虚拟机实现都必须有一个引导类加载器，能够加载受信任的类。Java虚拟机规范没有指定类加载器应该如何定位类。
VM在原始值（整数和浮点数）和引用上运行。JVM基本上是一个32位机器。long和double64位的类型在本地被支持，但是在一个帧的本地变量或操作数堆栈中消耗两个单位的存储空间，因为每个单元是32位。boolean，byte，short，和char类型都是符号扩展（除char其是零扩展）并操作上作为32位整数，相同int类型的。较小的类型只有一些类型特定的加载，存储和类型转换指令。boolean对JVM完全不了解; 布尔byte值为8位值，0代表false1代表true。

JVM有一个垃圾回收堆，用于存储对象和数组。代码，常量和其他类数据存储在“方法区域”中。方法区域在逻辑上是堆的一部分，但实现可以将方法区域与堆分开处理，例如可能不会垃圾回收。每个JVM线程也有其自己的调用堆栈（为了清晰起见称为“Java虚拟机堆栈”），它存储了框架。每次调用某个方法时都会创建一个新的框架，并且该框架在该方法退出时被销毁。

每个框架提供一个“操作数栈”和一个“局部变量”数组。操作数堆栈用于操作数计算和接收被调用方法的返回值，而局部变量与寄存器具有相同的用途，也用于传递方法参数。因此，JVM既是堆栈机器又是注册机器。