1. JVM体系结构
图1 JVM体系结构
方法区：存放JVM加载的类型信息。包括: 类型基本信息，常量池，字段信息，方法信息，类变量，指向ClassLoader的引用，Class类的引用，方法表等。
（对应JVM内存配置中的-PermSize等）
Java堆：程序中创建的类的实例和数组，包括class对象和exception对象，存放在堆里面。堆中除了存储对象的实例数据外，还要存储该对象指向方法区中类型信息的指针。
（JVM中所有的线程共享堆空间，对应JVM内存配置中的-Xms和-Xmx等）
java栈：当JVM创建一个新线程时，都会产生线程计数器（PC Register）和栈。每一次方法调用都会产生栈帧，栈帧中包含局部变量区和操作数栈。
（JVM中栈被线程独享，对应JVM内存配置中的-Xss）
线程计数器：每个线程拥有自己的程序计数器，它指向下一条指令。当线程调用本地方法的时候， 它为undefined。
本地方法栈：当JVM线程调用了本地方法， 则会跳入本地方法栈。本地方法返回后可能再次跳回java方法栈。
（JVM支持本地方法调用，故JVM占用的OS内存可能会超出JVM堆内存大小设置，甚至会产生本地内存泄漏）
2. Java代码编译加载机制
Java源代码编译机制
分析和输入到符号表：对java文件的字符串进行解析，生成语法树及符号表。
注解处理：根据注解生成代码，并再进行词法和语法分析。
语义分析和生成class文件：检查变量使用前是否申明，异常是否捕获，类型检查等语义信息。生成的class文件不止包括可执行的字节码，还包括class文件版本号、类的超类和实现的接口、类的属性、常量、元数据以及异常处理器列表等信息。
以上三个步骤是一个由“词法分析 -> 语法分析 ->语义分析”的顺序编译过程。
JVM类加载机制
装载：将class文件（二进制字节码）加载到JVM中。
链接：校验class文件的格式，加载类关联的接口及类，对属性、方法及方法的访问权限进行验证等。
初始化：执行静态初始化代码、构造函数、静态属性初始化等，初始化不是类加载完后的一个必须执行过程，但最迟必须在首次主要使用对象前执行。初始化的触发条件，包括：1）调用了new；2）反射中调用了类的方法；3）子类调用了初始化；4）JVM启动的过程中指定的初始化类。
Sun JDK Class Loader继承关系
如上图所示，JVM类加载器采用的是树形结构，除Bootstrap类加载器外，其余类加载器在加载某个类之前，都会去其Parent加载器处看是否已加载，一直往上到根处。目的是避免从类加载器根到叶子的路径上一个类被不同的类加载器重复加载多次。用户自定义类加载器，需要继承ClassLoader抽象类。
3. Java类执行机制
字节码解释执行
定义：在源码编译阶段将源码编译为JVM字节码（一种中间代码的形式），由JVM在运行时对其解释并执行，这种方式被成为字节码解释执行方式。