10、什么是 JVM？

JVM（Java Virtual Machine）俗称 Java 虚拟机。之所以称为虚拟机，是因为它实际上并不存在。它提供了一种运行环境，可供 Java 字节码在上面运行。

JVM 提供了以下操作：

加载字节码

验证字节码

执行字节码

提供运行时环境

JVM 定义了以下内容：

存储区

类文件格式

寄存器组

垃圾回收堆

致命错误报告等

我们来尝试理解一下 JVM 的内部结构，它包含了类加载器（Class Loader）、运行时数据区（Runtime Data Areas）和执行引擎（Excution Engine）。

1）类加载器

类加载器是 JVM 的一个子系统，用于加载类文件。每当我们运行一个 Java 程序，它都会由类加载器首先加载。Java 中有三个内置的类加载器：

启动类加载器（Bootstrap Class-Loader），加载 jre/lib 包下面的 jar 文件，比如说常见的 rt.jar（包含了 Java 标准库下的所有类文件，比如说 java.lang 包下的类，java.net 包下的类，java.util 包下的类，java.io 包下的类，java.sql 包下的类）。

扩展类加载器（Extension or Ext Class-Loader），加载 jre/lib/ext 包下面的 jar 文件。

应用类加载器（Application or App Clas-Loader），根据程序的类路径（classpath）来加载 Java 类。

一般来说，Java 程序员并不需要直接同类加载器进行交互。JVM 默认的行为就已经足够满足大多数情况的需求了。不过，如果遇到了需要和类加载器进行交互的情况，而对类加载器的机制又不是很了解的话，就不得不花大量的时间去调试

ClassNotFoundException 和 NoClassDefFoundError 等异常。

对于任意一个类，都需要由它的类加载器和这个类本身一同确定其在 JVM 中的唯一性。也就是说，如果两个类的加载器不同，即使两个类来源于同一个字节码文件，那这两个类就必定不相等（比如两个类的 Class 对象不 equals）。

是不是有点晕，来来来，通过一段简单的代码了解下。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
  ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader();
  while (loader != null) {
    System.out.println(loader.toString());
    loader = loader.getParent();
  }
    }
}

每个 Java 类都维护着一个指向定义它的类加载器的引用，通过 类名.class.getClassLoader() 可以获取到此引用；然后通过 loader.getParent() 可以获取类加载器的上层类加载器。

上面这段代码的输出结果如下：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4617c264

第一行输出为 Test 的类加载器，即应用类加载器，它是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 类的实例；第二行输出为扩展类加载器，是 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 类的实例。那启动类加载器呢？

按理说，扩展类加载器的上层类加载器是启动类加载器，但在我这个版本的 JDK 中， 扩展类加载器的 getParent() 返回 null。所以没有输出。

2）运行时数据区

运行时数据区又包含以下内容。

PC寄存器（PC Register），也叫程序计数器（Program Counter Register），是一块较小的内存空间，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的信号指示器。

JVM 栈（Java Virtual Machine Stack），与 PC 寄存器一样，JVM 栈也是线程私有的。每一个 JVM 线程都有自己的 JVM 栈，这个栈与线程同时创建，它的生命周期与线程相同。

本地方法栈（Native Method Stack），JVM 可能会使用到传统的栈来支持 Native 方法（使用 Java 语言以外的其它语言［C语言］编写的方法）的执行，这个栈就是本地方法栈。

堆（Heap），在 JVM 中，堆是可供各条线程共享的运行时内存区域，也是供所有类实例和数据对象分配内存的区域。

方法区（Method area），在 JVM 中，被加载类型的信息都保存在方法区中。包括类型信息（Type Information）和方法列表（Method Tables）。方法区是所有线程共享的，所以访问方法区信息的方法必须是线程安全的。

运行时常量池（Runtime Constant Pool），运行时常量池是每一个类或接口的常量池在运行时的表现形式，它包括了编译器可知的数值字面量，以及运行期解析后才能获得的方法或字段的引用。简而言之，当一个方法或者变量被引用时，JVM 通过运行时常量区来查找方法或者变量在内存里的实际地址。

3）执行引擎

执行引擎包含了：

解释器：读取字节码流，然后执行指令。因为它一条一条地解释和执行指令，所以它可以很快地解释字节码，但是执行起来会比较慢。

即时（Just-In-Time，JIT）编译器：即时编译器用来弥补解释器的缺点，提高性能。执行引擎首先按照解释执行的方式来执行，然后在合适的时候，即时编译器把整段字节码编译成本地代码。然后，执行引擎就没有必要再去解释执行方法了，它可以直接通过本地代码去执行。执行本地代码比一条一条进行解释执行的速度快很多。编译后的代码可以执行的很快，因为本地代码是保存在缓存里的。

11、JDK 和 JVM 有什么区别？

JDK 是 Java Development Kit 的首字母缩写，是提供给 Java 开发人员的软件环境，包含 JRE 和一组开发工具。可分为以下版本：

标准版（大多数开发人员用的就是这个）

企业版

微型版

JDK 包含了一个私有的 JVM 和一些其他资源，比如说编译器（javac 命令）、解释器（java 命令）等，帮助 Java 程序员完成开发工作。

12、JVM 和 JRE 有什么区别？

Java Runtime Environment（JRE）是 JVM 的实现。JRE 由 JVM 和 Java 二进制文件以及其他类组成，可以执行任何程序。JRE 不包含 Java 编译器，调试器等任何开发工具。

13、哪个类是所有类的超类？

java.lang.Object 是所有 Java 类的超类，我们不需要继承它，因为是隐式继承的。

14、为什么 Java 不支持多重继承？

如果有两个类共同继承（extends）一个有特定方法的父类，那么该方法会被两个子类重写。然后，如果你决定同时继承这两个子类，那么在你调用该重写方法时，编译器不能识别你要调用哪个子类的方法。这也正是著名的菱形问题，见下图。

ClassC 同时继承了 ClassA 和 ClassB，ClassC 的对象在调用 ClassA 和 ClassB 中重载的方法时，就不知道该调用 ClassA 的方法，还是 ClassB 的方法。