不同于C/C++语言编译后可以直接生成CPU所能理解的代码格式，俗称机器码，Java则将代码编译成虚拟机可执行的字节码。Java虚拟机可以由硬件实现，也可以根据不同平台（Windows，Linux，Mac等）由软件来实现。这么做的好处在于，一旦Java代码被编译成字节码，它变可以在不同的虚拟机平台上运行，这就是我们经常说的“一次编译，到处运行”。除此之外，虚拟机还提供了诸如托管环境、数组越界、动态类型、安全权限等动态检测，使我们能够更加关注业务逻辑的开发。
Java虚拟机
从虚拟机的角度来看，执行Java代码首先需要将它编译而成的class文件加载到Java虚拟机中。加载后的Java类会被存放于方法区中。Java虚拟机将运行时内存区域划分为五个部分，分别为方法区、堆、PC寄存器、Java方法栈和本地方法栈。
Java运行过程
在运行过程中，每当调用进入一个Java 方法，Java虚拟机会在当前线程的Java方法栈中生成一个栈帧，泳衣保存局部变量及字节码的操作数。这个帧的大小是提前计算好的，而且Java虚拟机不要求栈的内存是连续的。当退出方法时，不管是正常还是异常返回，Java虚拟机都会弹出当前帧并抛弃。从硬件的角度来看，Java字节码无法直接运行，因而Java虚拟器需要将字节码翻译成CPU能够识别的机器码。
上述翻译过程有两种情况：第一种是解释执行，即逐条将字节码翻译成机器码并执行；第二种是即时编译（Just-In-Time compilation, JIT），将一条方法中的所有字节码翻译成机器码后再执行。
前者的优势在于无需等待编译，后者的优势在于实际运行速度更快。Java虚拟机为了实现更快的运行速度，通常两种方式都会采用，即混合模式，综合两者的优点。即时编译技术建立在二八定律的理论基础上的，即百分之二十的代码占用了百分之八十的计算资源。针对大部分的不常用代码采用解释执行，对于少部分常用的代码采用即时编译，已达到理性的运行速度。
在计算资源充足的情况下，字节码的解释执行和即时编译和同时运行。一旦编译完成之后，下次可替换解释执行，直接运行机器代码。总的来说Java代码的执行效率，跟虚拟机的配置和运行方式有很大关系，针对Java虚拟机的优化可以有效的提高代码的运行效率。
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