1. 类加载器（Class Loader）
功能：负责将
.class文件加载到内存，并转换为JVM可识别的数据结构。分类：
启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：加载
JAVA_HOME/lib下的核心类库（如rt.jar）。扩展类加载器（Extension Class Loader）：加载
JAVA_HOME/lib/ext下的扩展类。应用程序类加载器（Application Class Loader）：加载用户类路径（ClassPath）的类。
自定义类加载器：用户可继承
ClassLoader实现自定义加载逻辑。
双亲委派模型：优先由父类加载器尝试加载类，避免重复加载并确保安全。
2. 运行时数据区（Runtime Data Areas）
JVM内存管理的核心区域，分为线程私有和共享区域：
2.1 线程私有区域
程序计数器（Program Counter Register）：
记录当前线程执行的字节码指令地址。
唯一不会发生内存溢出的区域。
虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）：
存储方法调用的栈帧（Frame），每个栈帧包含：
局部变量表：方法参数和局部变量。
操作数栈：执行字节码指令的工作区。
动态链接：指向运行时常量池的方法引用。
返回地址：方法执行后的返回位置。
可能抛出
StackOverflowError（栈深度过大）和OutOfMemoryError（扩展失败）。
本地方法栈（Native Method Stack）：
为Native方法（如C/C++实现）服务，结构与虚拟机栈类似。
2.2 线程共享区域
堆（Heap）：
存储所有对象实例和数组。
分为新生代（Young Gen）和老年代（Old Gen）：
新生代：Eden区、Survivor区（From/To），使用复制算法回收。
老年代：存放长期存活对象，使用标记-整理或标记-清除算法。
可能抛出
OutOfMemoryError。
方法区（Method Area）：
存储类元数据（如类名、字段、方法）、常量池、静态变量等。
实现变化：
JDK 8前：永久代（PermGen），受JVM内存限制。
JDK 8+：元空间（Metaspace），使用本地内存（Native Memory）。
运行时常量池（Runtime Constant Pool）：
方法区的一部分，存储类文件中的常量（如字符串字面量、符号引用）。
3. 执行引擎（Execution Engine）
负责将字节码翻译为机器码并执行：
解释器（Interpreter）：
逐行解释执行字节码，启动速度快但执行效率低。
即时编译器（JIT Compiler）：
将热点代码（频繁执行的代码）编译为本地机器码，提升执行效率。
主流JVM（如HotSpot）采用分层编译（C1、C2编译器）。
垃圾回收器（Garbage Collector）：
自动回收堆中不再使用的对象内存，常见算法：
标记-清除（Mark-Sweep）：简单但产生内存碎片。
复制（Copying）：用于新生代，无碎片但内存利用率低。
标记-整理（Mark-Compact）：用于老年代，避免碎片。
4. 本地方法接口（JNI, Java Native Interface）
功能：允许Java代码调用本地方法（Native Method，如C/C++库）。
示例：
System.currentTimeMillis()底层通过JNI调用操作系统API。
5. 本地方法库（Native Libraries）
组成：包含JVM所需的本地库（如
libjvm.so、libjava.so）。作用：支持JVM与操作系统交互（如线程调度、文件操作）。
JVM内存结构示意图
总结
核心组件：类加载器、运行时数据区、执行引擎、本地接口及库。
内存管理：堆和方法区是内存管理的重点，垃圾回收机制保障内存高效利用。
性能优化：通过JIT编译、分代回收、元空间替代永久代等手段提升效率。
线程安全：私有区域隔离线程状态，共享区域需同步机制（如锁、CAS）。
理解JVM组成及工作原理，是优化Java程序性能、解决内存泄漏和并发问题的关键基础。