JVM常见面试题（一）：JVM是什么、JVM由哪些部分组成、运行流程是什么，JDK、JRE、JVM的联系与区别

1 JVM是什么（概念）

JVM（Java Virtual Machine，即java虚拟机），java程序的运行环境（java二进制字节码的运行环境）。

JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。针对java用户，也就是拥有可运行的.class文件包（jar或者war）的用户。里面主要包含了jvm和java运行时基本类库（rt.jar）。rt.jar可以简单粗暴地理解为：它就是java源码编译成的jar包。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java能够“一次编译，到处运行”的原因。

JVM是Java跨平台的关键，因为它屏蔽了不同操作系统之间的差异，可以让相同的Java程序在不同的操作系统上运行出相同的结果

好处：

• 一次编写，到处运行
• 自动内存管理，垃圾回收机制

2 JVM由哪些部分组成，运行流程是什么（组成）

• JVM由哪些部分组成：类加载子系统，运行数据区（方法区、堆、程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈），执行引擎（解释器、即使编辑器、垃圾回收）、本地库接口
• JVM包含两个子系统和两个组件，两个子系统为Class loader(类装载器)、Execution engine(执行引擎)；两个组件为Runtime data area(运行时数据区)、Native Interface(本地库接口)
  • Class loader(类加载器)：根据给定的全限定名类名(如：java.lang.Object)来装载class文件到运行时数据区中的方法区；
  • Execution engine（执行引擎）：执行引擎也叫解释器，负责解释命令，交由操作系统执行；
  • Native Interface(本地接口)：与native libraries交互，是其它编程语言交互的接口。
  • Runtime data area(运行时数据区域)：这就是我们常说的JVM的内存，我们所有写的程序都被加载到这里，之后才开始运行。由五部分组成，Method Area/MateSpace 方法区/元空间、Heap 堆、PC Register 程序计数器、JVM Stacks 虚拟机栈、Nativa Method Stacks 本地方法栈
• 运行流程、作用 ：首先通过编译器把 Java 代码转换成字节码，类加载器（ClassLoader）再把字节码加载到内存中，将其放在运行时数据区（Runtime data area）的方法区内；而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。
• GC垃圾回收主要针对 运行数据区中的堆空间。

3 JDK、JRE、JVM 关系

JDK包含了JRE，JRE包含了JVM。

如果只想运行Java程序，只需安装JRE即可（少数情况例外）；如果想要开发Java程序，则需要安装JDK。

JDK是 Java 语言的软件开发工具包(SDK)。在JDK的安装目录下有一个jre目录，里面有两个文件夹bin和lib，在这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib合起来就称为jre。

3.1 JDK

JDK（Java Development Kit，Java开发工具包） 是整个JAVA的核心，包括了JRE（Java运行环境 Java Runtime Envirnment），一堆Java工具（javac编译器/java/jdb等）和Java基础的类库（即Java API 包括rt.jar）。它能够创建和编译Java程序

JDK是java开发工具包，基本上每个学java的人都会先在机器 上装一个JDK，那他都包含哪几部分呢？在目录下面有 六个文件夹、一个src类库源码压缩包、和其他几个声明文件。其中，真正在运行java时起作用的 是以下四个文件夹：bin、include、lib、 jre。有这样一个关系，JDK包含JRE，而JRE包 含JVM。

bin:最主要的是编译器(javac.exe)
include:java和JVM交互用的头文件
lib：类库
jre:java运行环境

（注意：这里的bin、lib文件夹和jre里的bin、lib是不同的）

总的来说 JDK是用于java程序的开发，而jre则是只能运行class而没有编译的功能。

3.2 JRE

JRE（Java Runtime Environment，Java运行时环境），是运行Java已编译程序所必需的软件环境，包含JVM标准实现及Java核心类库。JRE是Java运行环境、提供给只想运行Java程序的用户使用，不能用于创建新的程序、即不能将Java源代码编译成字节码文件，并不是一个开发环境，所以没有包含任何开发工具（如编译器和调试器）。

JRE是指java运行环境。光有JVM还不能完成class的执行，因为在解释class的时候JVM需要调用解释所需要的类库lib。（jre里有运行.class的java.exe）

JRE（ Java Runtime Environment ）是运行 Java 程序必不可少的（除非用其他一些编译环境编译成.exe可执行文件……），JRE的地位就象一台PC机一样，我们写好的Win64应用程序需要操作系统帮我们运行，同样的 我们编写的Java程序也必须要JRE才能运行。

3.3 JVM

JVM（Java Virtual Machine，即java虚拟机），java运行时的环境，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。针对java用户，也就是拥有可运行的.class文件包（jar或者war）的用户。里面主要包含了jvm和java运行时基本类库（rt.jar）。rt.jar可以简单粗暴地理解为：它就是java源码编译成的jar包。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。

JVM是Java跨平台的关键，因为它屏蔽了不同操作系统之间的差异，可以让相同的Java程序在不同的操作系统上运行出相同的结果

3.4 JDK、JRE、JVM三者的联系与区别

1）三者联系：

JVM不能单独搞定class的执行，解释class的时候JVM需要调用解释所需要的类库lib。在JDK下面的的jre目录里面有两个文件夹bin和lib，在这里可以认为bin里面的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib和起来就称为jre。JVM+Lib=JRE。总体来说就是，我们利用JDK（调用JAVA API）开发了属于我们自己的JAVA程序后，通过JDK中的编译程序（javac）将我们的文本java文件编译成JAVA字节码，在JRE上运行这些JAVA字节码，JVM解析这些字节码，映射到CPU指令集或OS的系统调用。

2）三者区别：

a.JDK和JRE区别：在bin文件夹下会发现，JDK有javac.exe而JRE里面没有，javac指令是用来将java文件编译成class文件的，这是开发者需要的，而用户（只需要运行的人）是不需要的。JDK还有jar.exe、javadoc.exe等等用于开发的可执行指令文件。这也证实了一个是开发环境，一个是运行环境。

b.JRE和JVM区别：JVM并不代表就可以执行class了，JVM执行.class还需要JRE下的lib类库的支持，尤其是rt.jar。JVM+Lib=JRE。

4 学习什么（重点）

参考 黑马程序员相关视频与笔记、浅谈JDK、JRE、JVM区别与联系