如何向面试官解释JVM

Java 虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM有针对不同系统的特定实现（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的字节码，使程序运行出相同的结果。

什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

在Java中，JVM 可以理解的代码就叫做字节码（即扩展名为.class 的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。Java语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以Java 程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不针对一种特定的机器，因此，Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。

Java、Kotlin、Groovy、JRuby、Jython、Scala、Fantom、Rhino、Ceylon等语言编写的代码最终被编译成字节码，并在JVM上解释运行。

Java 程序从源代码到运行一般有下面 3 步：

我们需要格外注意的是.class文件到机器码这一步。在这一步JVM类加载器首先加载字节码文件，然后通过解释器逐行解释执行，这种方式的执行速度会相对比较慢。而且，有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码)，所以后面引进了JIT编译器，JIT属于运行时编译。当JIT编译器完成第一次编译后，其会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。而我们知道，机器码的运行效率肯定是高于Java解释器的。这也解释了我们为什么经常会说Java是编译与解释共存的语言。

HotSpot虚拟机采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法，根据二八定律，消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码（热点代码），而这也就是JIT所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化，因此执行的次数越多，它的速度就越快。JDK9引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation)，它是直接将字节码编译成机器码，这样就避免了JIT预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和AOT协作使用。但是 ，AOT编译器的编译质量是肯定比不上JIT 编译器的。

总结

Java 虚拟机（JVM）是运行Java字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的字节码，它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的JVM实现是Java语言“一次编译，随处可以运行”的关键所在。