java优点：一次编译，到处运行。
- 运行过程如图
具体实现如下图
java经过一次编译后，即 javac 命令生成字节码即 .class文件，该文件可以运行在windows 或linux不同的操作系统下，在该系统虚拟机下转化为该平台的机器码，最终可以得到执行。
具体实现如下：
以这段代码为例
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.print("Hello world"); } }
java编译生成 字节码后，需执行Hello world，首先根据系统版本，找到jvm.cfg文件，存放位置及打开后如图
其中-server KNOWN就表示名称为server的jvm可用。，这时搜索jvm.dll,位于 C:Program FilesJavajdk1.8.0_161jreinserver，即server下，所以jvm.dll是通过jvm.cfg来获得的。
而jvm.dll是java虚拟机的具体实现。接下来需要初始化 JNI接口，JNI接口是负责将class文件装配到jvm的接口。
jvm内部结构：
一、内存区域
1、运行时数据区域：方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器
**（1）程序计数器 **
定义######
程序计数器占用较小内存，通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，是当前线程正在执行的那条字节码指令的地址。如分支、循环、跳转、异常处理均需要计数器完成。
若当前线程正在执行的是一个本地方法，那么此时程序计数器为Undefined。
作用######
- 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制。
- 在多线程情况下，程序计数器记录的是当前线程执行的位置，从而当线程切换回来时，就知道上次线程执行到哪了。
特点######
- 是一块较小的内存空间。
- 线程私有，每条线程都有自己的程序计数器。
- 生命周期：随着线程的创建而创建，随着线程的结束而销毁。
- 是唯一一个不会出现OutOfMemoryError的内存区域。
**（2）虚拟机栈 **
Java 虚拟机栈的定义######
虚拟机栈是描述 Java 方法运行过程的内存模型。
虚拟机栈会为每一个即将运行的 Java 方法创建一块叫做“栈帧”的区域，用于存放该方法运行过程中的一些信息，如：
- 局部变量表 ,其中局部量表 存放基本数据类型（boolean、byte、int、String、double、char、long、float）、对象引用、returnAddress类型。其内存空间编译期间完成分配，long和double
占用两个局部变量表（slot），其余的数据类型只占用一个，其空间是编译时确定好的。
- 操作数栈
- 动态链接
- 方法出口信息
每个方法从调用直到执行完成的过程，就对应着一个栈帧入栈到出栈的过程。
虚拟机栈的特点######
- 局部变量表随着栈帧的创建而创建，它的大小在编译时确定，创建时只需分配事先规定的大小即可。在方法运行过程中，局部变量表的大小不会发生改变。
线程私有。
- Java 虚拟机栈会出现两种异常：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。
StackOverFlowError 若 Java 虚拟机栈的大小不允许动态扩展，那么当线程请求栈的深度超过当前 Java 虚拟机栈的最大深度时，抛出 StackOverFlowError 异常。出现 StackOverFlowError 时，内存空间可能还有很多。
OutOfMemoryError 若允许动态扩展，那么当线程请求栈时内存用完了,虚拟机扩展无法申请到足够的内存时，无法再动态扩展时，抛出 OutOfMemoryError 异常。
- Java 虚拟机栈也是线程私有，随着线程创建而创建，随着线程的结束而销毁。
**（3）本地方法栈 **
本地方法栈的定义######
本地方法栈是为 JVM 运行 Native 方法准备的空间，由于很多 Native 方法都是用 C 语言实现的，所以它通常又叫 C 栈。它与 Java 虚拟机栈实现的功能类似，只不过本地方法栈是描述本地方法运行过程的内存模型。
栈帧变化过程######
本地方法被执行时，在本地方法栈也会创建一块栈帧，用于存放该方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息等。
方法执行结束后，相应的栈帧也会出栈，并释放内存空间。也会抛出 StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError 异常。
如果 Java 虚拟机本身不支持 Native 方法，或是本身不依赖于传统栈，那么可以不提供本地方法栈。如果支持本地方法栈，那么这个栈一般会在线程创建的时候按线程分配。
**（4）java堆 **
堆的定义######
堆是用来存放对象的内存空间，几乎所有的对象都存储在堆中。
堆的特点######
- 线程共享，整个 Java 虚拟机只有一个堆，所有的线程都访问同一个堆。而程序计数器、Java 虚拟机栈、本地方法栈都是一个线程对应一个。
- 在虚拟机启动时创建。
- 是垃圾回收的主要场所。
- 进一步可分为：新生代(Eden区 From Survior To Survivor)、老年代。
不同的区域存放不同生命周期的对象，这样可以根据不同的区域使用不同的垃圾回收算法，更具有针对性。
堆的大小既可以固定也可以扩展，但对于主流的虚拟机，堆的大小是可扩展的，因此当线程请求分配内存，但堆已满，且内存已无法再扩展时，就抛出 OutOfMemoryError 异常。
Java 堆所使用的内存不需要保证是连续的。而由于堆是被所有线程共享的，所以对它的访问需要注意同步问题，方法和对应的属性都需要保证一致性。
**（5）方法区 **
方法区的定义######
Java 虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑部分。方法区存放以下信息：
- 已经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
线程共享区，用于存储一被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即编译器编译后的代码数据等
方法区的特点######
- 线程共享。 方法区是堆的一个逻辑部分，因此和堆一样，都是线程共享的。整个虚拟机中只有一个方法区。
- 永久代。 方法区中的信息一般需要长期存在，而且它又是堆的逻辑分区，因此用堆的划分方法，把方法区称为“永久代”。
- 内存回收效率低。 方法区中的信息一般需要长期存在，回收一遍之后可能只有少量信息无效。主要回收目标是：对常量池的回收；对类型的卸载。
- Java 虚拟机规范对方法区的要求比较宽松。 和堆一样，允许固定大小，也允许动态扩展，还允许不实现垃圾回收。
**（6）运行时常量池 **
用于存放编译期生成的字面量和符号引用,即类信息、常量、静态变量。常量就存放在运行时常量池中。常量池无法添加会抛出OutOfMemoryError异常
当类被 Java 虚拟机加载后， .class 文件中的常量就存放在方法区的运行时常量池中。而且在运行期间，可以向常量池中添加新的常量。如 String 类的 intern() 方法就能在运行期间向常量池中添加字符串常量。
**（7）直接内存 **
Java虚拟机规范的内存区域,即除 Java 虚拟机之外的内存，但也可能被 Java 使用
操作直接内存######
在 NIO 中引入了一种基于通道和缓冲的 IO 方式。它可以通过调用本地方法直接分配 Java 虚拟机之外的内存，然后通过一个存储在堆中的DirectByteBuffer对象直接操作该内存，而无须先将外部内存中的数据复制到堆中再进行操作，从而提高了数据操作的效率。
直接内存的大小不受 Java 虚拟机控制，但既然是内存，当内存不足时就会抛出 OutOfMemoryError 异常。
直接内存与堆内存比较######
- 直接内存申请空间耗费更高的性能
- 直接内存读取 IO 的性能要优于普通的堆内存。
- 直接内存作用链： 本地 IO -> 直接内存 -> 本地 IO
- 堆内存作用链：本地 IO -> 直接内存 -> 非直接内存 -> 直接内存 -> 本地 IO
服务器管理员在配置虚拟机参数时，会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但经常忽略直接内存，使得各个内存区域总和大于物理内存限制，从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。