Java开发前，都会做一件事情，安装编译Java代码的JDK环境，即配置Java运行环境。
JDK包含jre和其他一些工具包，jre包含运行java的虚拟机和一些核心类库等。
1:为什么java要在虚拟机中运行？
Java属于高级程序语言，语法复杂，抽象程度高。并不能直接在硬件上运行，所以(.java文件)需要经过编译器，编译成(.class文件)虚拟机能识别的指令序列,即Java字节码。Java虚拟机可以由硬件实现，但是在各个平台(windows,Linux)上已经提供了软件的实现。此时，程序一旦被编译为java字节码，就可以在多个平台上运行(“一次编译，到处运行")。不仅如此，虚拟机还提供了托管环境（Managed Runtime）,托管环境能够代替我们处理代码带中容易出错的部分，最为常见的就是内存管理和垃圾回收，除此之外托管环境还提供了如：数组越界、动态类型、安全权限等动态监测，省去了我们书写与业务无关的代码。
2：Java虚拟机具体是怎么运行Java字节码的？
从虚拟机视角分析：执行Java代码首先需要将它编译而成的class文件加载到虚拟机中，加载后的Java类会被存放在方法区（Method Area）中，实际运行中，虚拟机会执行方法区内的代码。Java虚拟机会将内存划分出堆和栈来存储运行时的数据，而且Java虚拟机会将栈细分为面向Java的Java方法栈，面向本地方法（用C++写的native方法）的本地方法栈，以及存放各个线程的执行位置的PC寄存器。
在运行过程中，每调用一个Java方法，都会在当前线程的Java方法栈中生成一个栈帧，用以存放局部变量和字节码的操作数。这个栈帧是提前计算好的，而且Java虚拟机不要求栈帧在内存空间里连续分布。
当退出执行的方法时，不管是正常返回还是异常返回，Java虚拟就会弹出当前线程的当前栈帧，并将之舍弃。
从硬件角度分析：Java字节码无法直接执行，因此需要被虚拟机将字节码翻译成机器码。
以jdk中的HotSpot为例，上述翻译方式有两种；
- 解释执行：解释器将源程序逐句翻译的同时逐句执行。计算机执行起来速度慢，但是编译后的目标程序不依赖于特定的平台，通过在不同的平台上提供不同的解释器就可以跨平台执行。
- 编译执行：一次性把源程序编译成计算机能识别的目标程序。计算机执行起来速度非常快，但是编译后的目标程序只能在同一平台下运行。
前者的优势是无需等待，翻译后的目标源程序可以在不同平台的不同解释器下运行，但是计算机执行速度慢。后者优点是实际运行速度快，一次将程序翻译成机器码，但是依赖于指定平台。HotSpot默认采用混合模式，综合了解释执行和编译执行的优点，将热点代码采用编译执行，不常用代码采用解释执行。
3.Java虚拟机的运行效率究竟怎么样?
HotSpot内置了多个编译器，C1,C2和Graal;多个编译器有利于在编译时间和生成代码的执行效率之间做取舍。
C1被称为Client编译器，准对有启动性能要求的客户端程序，优化方法比较简单，编译速度较短。
C2被称为Server编译器，针对峰值性能有要求的服务器端程序，方法复杂，所以编译时间长，但是生成的代码执行效率很高。
从Java7开始，HotSpot采用分层编译的方式，热点方法首先被C1编译，热点中的热点进一步被C2编译，为了不干扰应用的正常运行，HotSpot 的即时编译是放
在额外的编译线程中进行的。HotSpot 会根据 CPU 的数量设置编译线程的数目，并且按 1:2 的比例配置给 C1 及 C2 编译器。
在计算资源充足的情况下，字节码的解释执行和即时编译可同时进行。编译完成后的机器码会在下次调用该方法时启用，以替换原本的解释执行。
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来源：oschina
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