Java基础JVM之简介<一>多年来，我一直做 Android 开发，习惯于按需求实现功能，对底层原理了解不多。随着项目

JVM 的运行机制学习

1.JVM简介

Java 虚拟机是运行Java文件的虚拟机器.作用是将.java文件,编译后的.class文件转换成不同平台的可执行的文件.是Java语言 跨平台的核心.

Dalvik/Art 是Android定制版本的虚拟机

Android 5.0 之前：Dalvik 解释 / JIT 执行 .dex
Android 5.0 之后：ART 在安装时 AOT 编译 .dex → 本地机器码
Android 7.0+：ART 混合 AOT + JIT

2.JVM 怎么执行的

JVM 加载代码逻辑

Java/Kotlin源码 --(编译器)--> .class字节码 --(dex转换)--> .dex --(打包)--> APK 安装到Android --(ART + 类加载器)--> 加载执行 --> 生成本地机器码运行

1: Android Studio 编译流程（Java/Kotlin 代码 → APK）

源代码 Java/Kotlin 代码 (.java / .kt)
编译器（javac / kotlinc） 将 .java / .kt 编译成 .class 文件（字节码）
Dex 转换 Android 使用 DEX（Dalvik Executable） 格式 .class → .dex 文件
打包 .dex + 资源文件 + 清单文件 → APK（可安装文件）
签名 APK 需要签名才能安装到设备

2:Android 安装与执行流程

安装 APK
- 用户通过 APK 安装应用
- 系统将 APK 解包、注册应用
ART/Dalvik 虚拟机
- Android 上的 JVM 替代品：ART（Android Runtime）
- 类加载器（ClassLoader） ：加载 APK 中的 .dex 文件
执行
- ART 将 DEX 字节码 即时编译（JIT）/提前编译（AOT） 成本地机器码
- CPU 执行本地代码
运行时数据区
- 堆（对象）
- 栈（方法调用、局部变量）
- 方法区（类信息、静态变量）

3.JVM 结构

图片借用的(我不会画).....

类加载器

类加载器是Jvm提供的一种类加载的机制. 类加载器负责将class文件加载到内存中,转化为可执行对象
- 启动类加载器(Bootstrap Class Loader) 又称跟加载器
  
  C/C++ 代码实现, 负责加载 核心类库：$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar（或模块化的 java.base 等）
- 扩展类加载器 (Extension Class Loader )
  
  由 Java 实现,负责加载 jre/lib/ext/ 目录下的类库，或者通过系统变量 java.ext.dirs 指定的路径。
- 程序类加载器 (Application Class Loader )
  
  Java 实现负责加载 classpath 下的类，也就是我们自己写的代码和依赖。
- 自定义加载器(处理业务需要加密等特殊的加载器)
  
  继承 ClassLoader 实现 ,应用场景：热部署、模块化插件、加密字节码加载等。
执行引擎

负责 将字节码（.class 文件）中的指令转化为底层机器指令 并执行, 类加载子系统 与 运行时数据区 的桥梁。
- 解释执行：逐条读取字节码指令，逐条翻译成机器码执行。
- 即时编译（JIT） ：热点代码（执行频繁的部分）会被编译成本地机器码，提升性能。
- 垃圾回收支持：与 JVM 内存管理协作，释放不再使用的对象。
运行时数据区(JVM内存区域)
- Heap 堆区 (线程共享):存储对象实例和数组，是 GC 管理的主要区域
- Java Stack 栈区 (私有) :存储方法调用的栈帧，局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址
- Method Area 方法区 (线程共享) :存储类信息、静态变量、常量池、JIT 编译后的代码
- Native Method Stack 本地方法栈区 (私有) :支持 JVM 调用本地方法（C/C++ 编写）
本地方法接口/本地方法库

就是用 C/C++ 或汇编 写的库文件（.dll、.so、.dylib），被 JVM 通过 JNI（Java Native Interface，本地方法接口） 调用
程序计数器

当前线程所执行的字节码指令的地址（行号）,指向下一条要执行的指令的指针”

       ┌──────────────────────┐
       │   JVM 运行时数据区     │
       ├──────────────────────┤
       │ 程序计数器 (PC寄存器) │ ← 记录下一条指令地址
       │ Java虚拟机栈         │ ← 方法调用、局部变量
       │ 本地方法栈           │ ← native 方法调用
       │ 堆 (Heap)            │ ← 对象实例
       │ 方法区/元空间        │ ← 类信息、常量池
       └──────────────────────┘

4.JVM 调用和执行流程

编译期
- import 只是告诉编译器类的全名，生成字节码里的符号引用。
类加载
- Demo.class、ArrayList.class、String.class 由类加载器加载进 方法区/元空间。
运行期
- 创建 list → 在堆分配内存，引用放入 栈帧局部变量表。
- list.add("Hello JVM") → 操作数压入 栈帧操作数栈，调用 ArrayList.add 方法。
- System.out.println(list.get(0)) → 调用本地方法库，通过 本地方法栈 输出字符串。
执行控制
- 程序计数器 (PC) 指示当前字节码位置，执行引擎（解释器或 JIT）逐条执行。
方法返回与销毁
- 方法执行完 → 栈帧出栈 → 堆里的对象如果无引用 → GC 回收。
- JVM 进程退出 → 方法区、堆、栈、PC 寄存器等全部内存释放。

源码（.java）
   │
   ▼
编译（javac）
   │   import 仅在此时解析全限定类名
   ▼
字节码（.class）
   │
   ▼
类加载器 → 加载类
   │
   ▼
链接 → 验证 → 准备 → 解析
   │
   ▼
初始化（静态代码块、静态变量）
   │
   ▼
执行引擎（解释/编译）
   │
   ▼
运行时数据区协作
   │
   ▼
程序结束 → GC 回收 → 类卸载

执行要点

JVM 启动 → 创建运行时内存空间
类加载器加载类 → 方法区 / 元空间存储类信息
执行引擎执行方法 → 栈帧存方法调用，堆存对象
方法返回 → 栈帧销毁 → GC 回收堆对象

JVM 启动
    │
    ▼
创建运行时内存空间
    ├─ 方法区 / 元空间
    ├─ 堆
    ├─ 栈
    ├─ 程序计数器
    └─ 本地方法栈
    │
    ▼
类加载器加载类 → 方法区 / 元空间
    │
    ▼
执行引擎执行方法
    ├─ 栈帧入栈（局部变量、操作数栈）
    ├─ 对象在堆分配
    └─ 调用本地方法栈
    │
    ▼
方法返回 → 栈帧出栈 → 对象可回收 → JVM 退出释放内存

Java基础JVM之简介<一>