1.什么是JVM
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，由一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域等组成。
引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。
2.JDK、JRE和JVM的关系
JDK（Java Development Kit，Java开发工具包）是用来编译、调试Java程序的开发工具包。包括Java工具（javac/java/jdb等）和Java基础的类库（java API ）。
JRE（Java Runtime Environment， Java运行环境）是Java平台，所有的程序都要在JRE下才能够运行。包括JVM和Java核心类库和支持文件。
JVM（Java Virtual Machine， Java虚拟机）是JRE的一部分。JVM主要工作是解释自己的指令集（即字节码）并映射到本地的CPU指令集和OS的系统调用。Java语言是跨平台运行的，不同的操作系统会有不同的JVM映射规则，使之与操作系统无关，完成跨平台性。
JVM 架构
类加载过程
当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则JVM会通过加载、连接、初始化3个步骤来对该类进行初始化。如果没有意外，JVM将会连续完成3个步骤，所以有时也把这个3个步骤统称为类加载或类初始化。
执行引擎
interpreter（解释器）
每跑一行就编译一行，对于每条Java代码逐一转译、执行，性能较差，一般情況下，执行引擎都是先用interpreter来执行Java代码，等到某些条件成立后才会使用JIT优化
JIT（即时编译器）
加速方法很直观，JIT会在所有需要执行的代码里面找执行频率高的，把这些代码编译成机器语言之后存在高速缓存里，这样只要每次一执行这部分的代码都是跑机器语言
GC(垃圾回收)
java的堆是在虚拟机启动时自动创建，运行过程中出案件的对象和数组都放在这个内存空间里，如果那没有及时清理责则会造成内存溢出。在垃圾回收的时候通常所有的程序都被强制中断。
系统会根据内存使用情况动态决定什么时候需要自动进行垃圾回收，所以这个时间是不可控的。当然也可以手动清理。
运行时数据区
Program Counter(程序计数器)
存放一个线程当先在执行的指令地址，改变程序计数器来确定吓一跳要执行的指令的地址。因为程序的线程数不可能超过CPU的线程数，所以当多个线程并行的时候会导致各线程争夺CPU资源。当不同线程争夺CPU资源时，会出现交替运行的现象，这时就需要PC来记录线程执行记录，用来恢复某个线程执行的位置。
JVM Stack(虚拟机栈)
当一个线程需要执行一个方法的时候会创建一个栈帧丢到虚拟机栈中，用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
在Java 虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError 异常；如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分的Java 虚拟机都可动态扩展，只不过Java 虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError 异常。
Native Method stack（本地方法栈）
本地方法栈的作用和虚拟机栈作用类似，区别是虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，本地方法栈为虚拟机用到的native方法服务。甚至有的虚拟机（譬如Sun HotSpot 虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError 和OutOfMemoryError异常。
Java Heap（堆）
Java 堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java 虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着JIT 编译器的发展与逃逸分析技术的逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么“绝对”了。Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称做“GC 堆”（GarbageCollected Heap）。
堆空间接口：左侧 为 年轻代（Young Generation Space），右侧为 老年代（Old Generation Space）。年轻代又分为 Eden区和Survivor区 （from /to 即 Survivor0和Survivor1 区）。
新生代：有Eden、两块大小相同的survivor（又称为from/to，s0/s1）构成，to总为空。
老年代：存放新生代中经历多次GC仍然存活的对象。
Method Area（方法区）
方法区与Java 堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的应该是与Java 堆区分开来。
Java 虚拟机规范对这个区域的限制非常宽松，除了和Java 堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。相对而言，垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的，但并非数据进入了方法区就如永久代的名字一样“永久”存在了。这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，一般来说这个区域的回收“成绩”比较难以令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻，但是这部分区域的回收确实是有必要的。根据Java 虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError 异常。
Runtime Constant Pool（运行时常量池）
运行时常量池（是方法区的一部分）。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant PoolTable），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。Java 虚拟机对Class 文件的每一部分（自然也包括常量池）的格式都有严格的规定，每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求，这样才会被虚拟机认可、装载和执行。但对于运行时常量池，Java 虚拟机规范没有做任何细节的要求，不同的提供商实现的虚拟机可以按照自己的需要来实现这个内存区域。
不过，一般来说，除了保存Class 文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。运行时常量池相对于Class 文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java 语言并不要求常量一定只能在编译期产生，也就是并非预置入Class 文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String 类的intern() 方法。既然运行时常量池是方法区的一部分，自然会受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError 异常。
