JVM是什么？Java虚拟机原理全解析

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JVM是运行Java字节码的虚拟机，负责加载、验证、执行.class文件并管理内存、线程与GC；Java需先编译为跨平台字节码，再由JVM翻译为本地指令；堆存对象、栈存局部变量、方法区存类信息；常见OOM对应堆、Metaspace、线程数或栈溢出；JVM启动后经历类加载五阶段，类初始化在首次主动使用时触发。

为什么写完 Java 代码不能直接运行？

因为 Java 是“先编译，再运行”：你用 javac 编译出的不是机器码，而是一套与平台无关的 .class 字节码。JVM 才是那个把字节码“翻译”成当前 CPU 能懂的指令（通过解释器或 JIT 编译器）的角色。比如同一段 System.out.println("hello")，在 Windows 上由 HotSpot JVM 解释为 x86 指令，在 macOS 上则转为 ARM64 指令——你完全不用改代码。

堆、栈、方法区……这些内存区域到底谁存什么？

关键不是背名字，而是知道“对象在哪创建、变量在哪访问、类信息放哪”：

• new Object() → 对象实例一定分配在 堆（Heap），无论你在哪个方法里 new
• 方法内的 int x = 42; → x 存在当前线程的 虚拟机栈 的栈帧里，方法结束就自动释放
• static final String NAME = "jvm"; → 类变量和常量存于 方法区（JDK 8+ 叫 Metaspace），所有线程共享
• 每个线程都有自己的 Program Counter Register（程序计数器），记录正在执行哪条字节码指令；它是唯一不会抛 OutOfMemoryError 的区域

常见 OOM 错误对应哪块内存？怎么快速定位？

看到 OutOfMemoryError 别急着加内存，先看错误后缀：

• Java heap space → 堆不够了：对象太多没被 GC 回收，或堆参数太小（-Xms/-Xmx）
• Metaspace → 类太多（尤其动态生成类场景，如 Spring Boot + 大量反射、Groovy 脚本），需调 -XX:MaxMetaspaceSize
• unable to create new native thread → 不是堆问题，是操作系统级线程资源耗尽，可能 Thread 创建失控，或 ulimit -u 设得太低
• StackOverflowError → 单线程栈溢出，99% 是递归调用没终止条件，不是堆配置问题

JVM 启动时做了哪些事？main 方法之前发生了什么？

从敲下 java MyApp 开始：

• 启动一个 JVM 进程，初始化类加载子系统（Bootstrap → Extension → Application 加载器链）
• 加载 MyApp.class，触发 加载→验证→准备→解析→初始化 五步；其中“初始化”阶段才真正执行 static {} 块和静态变量赋值
• 查找 public static void main(String[]) 入口，为其创建第一个 Java 线程（主线程），并压入栈帧
• 执行引擎开始逐条执行 main 方法的字节码——此时堆已准备好，方法区已有类结构，栈已就位

public class StartupDemo {
    static {
        System.out.println("我在 main 之前执行（类初始化阶段）");
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main 开始");
    }
}

到这里，我们也就讲完了《JVM是什么？Java虚拟机原理全解析》的内容了。个人认为，基础知识的学习和巩固，是为了更好的将其运用到项目中，欢迎关注golang学习网公众号，带你了解更多关于的知识点！