我們知道java語言的特點之一是跨平臺性，而JVM是java跨平臺的關(guān)鍵所在。JVM上執(zhí)行java字節(jié)碼，執(zhí)行時這些字節(jié)碼可以解釋成具體平臺的機器碼，學習JVM運行機制以及原理，會懂得為什么java語言擁有“一次編譯，處處運行”這一跨平臺能力。

什么是JVM呢?JVM是Java Virtual Machine(Java虛擬機)的縮寫，是一個虛構(gòu)出來的計算機，是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現(xiàn)的。Java虛擬機主要由字節(jié)碼指令集、寄存器、棧、垃圾回收堆和存儲方法域等構(gòu)成。JVM屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息，使java程序只需生成在java虛擬機上運行的目標代碼(字節(jié)碼),就可以在多種平臺上不加修改地運行。

要知道JVM運行機制，對JVM內(nèi)存模型的構(gòu)成要了解，我們從內(nèi)存模型來理解JVM運行機制。JVM內(nèi)存模型主要由堆內(nèi)存、方法區(qū)、程序計數(shù)器、虛擬機棧和本地方法棧組成，其組成的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

堆內(nèi)存：堆內(nèi)存是所有線程共有的，可以分為兩個部分：年輕代和老年代。下圖中的Perm代表的是永久代，但是注意永久代并不屬于堆內(nèi)存中的一部分，同時jdk1.8之后永久代也將被移除。堆內(nèi)存是我們在生產(chǎn)環(huán)境中進行內(nèi)存性能調(diào)優(yōu)中的一個重要的內(nèi)容，而內(nèi)存回收的一些機制和算法也是在java面試題中常出現(xiàn)的考察內(nèi)容。

方法區(qū)：方法區(qū)與java堆一樣，是各個線程共享的區(qū)域，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息，常量，靜態(tài)變量，即時編譯(JIT)后的代碼等數(shù)據(jù)。由于程序中所有的線程共享一個方法區(qū)，所以訪問方法區(qū)的信息必須確保線程是安全的。如果有兩個線程同時去加載一個類，那么只能有一個線程被允許去加載這個類，另一個必須等待。在程序運行時，方法區(qū)的大小是可以改變的，程序在運行時可以擴展。同時，方法區(qū)里面的對象也可以被垃圾回收，但條件非常嚴苛，必須在該類沒有任何引用的情況下才能被GC回收。

程序計數(shù)器：JVM的多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時間的方式來實現(xiàn)的，為了各條線程之間的切換后計數(shù)器能恢復到正確的執(zhí)行位置，所以每條線程都會有一個獨立的程序計數(shù)器。當線程正在執(zhí)行一個Java方法，程序計數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的JVM字節(jié)碼指令的地址;如果正在執(zhí)行的是一個Natvie(本地方法)，那么這個計數(shù)器的值則為空。程序計數(shù)器占用的內(nèi)存空間很少，也是唯一一個在JVM規(guī)范中沒有規(guī)定任何內(nèi)存不足錯誤的區(qū)域。

Java虛擬機棧：與程序計數(shù)器一樣，Java虛擬機棧也是線程私有的，用通俗的話將它就是我們常常聽說到堆棧中的那個“棧內(nèi)存”。虛擬機棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個方法在執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個棧幀(Stack Frame)用于存儲局部變量表(局部變量表需要的內(nèi)存在編譯期間就確定了所以在方法運行期間不會改變大小)，操作數(shù)棧，動態(tài)鏈接，方法出口等信息。每一個方法從調(diào)用至出棧的過程，就對應著棧幀在虛擬機中從入棧到出棧的過程。

本地方法棧：棧作為一種線性的管道結(jié)構(gòu)，遵循先進后出的原則。主要用于存儲本地方法的局部變量表，本地方法的操作數(shù)棧等信息。當棧內(nèi)的數(shù)據(jù)在超出其作用域后，會被自動釋放掉。本地方法棧是在程序調(diào)用或JVM調(diào)用本地方法接口(Native)時候啟用。

JVM的生命周期，JVM在Java程序開始執(zhí)行的時候，它才運行，程序結(jié)束的時它就停止。一個Java程序會開啟一個JVM進程，如果一臺機器上運行三個程序，那么就會有三個運行中的JVM進程。JVM中的線程分為兩種：守護線程和普通線程，守護線程是JVM自己使用的線程，比如垃圾回收(GC)就是一個守護線程;普通線程一般是Java程序的線程，只要JVM中有普通線程在執(zhí)行，那么JVM就不會停止。

以上是對JVM運行機制的解釋介紹，希望大家可以認真學習，JVM虛擬機是構(gòu)成java編程技術(shù)體系的重要一部分，對JVM運行機制原理理解好了后，才可以在java教程中更好的學習到虛擬機更多更深入的知識點。