图一 Java虚拟机的内部体系结构
每个Java虚拟机实例都有一个方法区以及一个堆，它们是由该虚拟机实例中所有线程共享的。
当虚拟机装载一个class文件时，它会从这个class文件包含的二进制数据中解析类型信息，然后把这些类型信息放到方法区中；
当程序运行时，虚拟机会把所有该程序在运行时创建的对象都放到堆中；
当每一个新线程被创建时，它都将得到它自己的PC寄存器（程序计数器）以及一个Java栈，如果线程正在执行的是一个java方法（非本地方法），那么PC寄存器的值将总是指示下一条将被执行的指令，而它的Java栈则总是存储该线程中java方法调用的状态—包括它的局部变量，被调用时传进来的参数，它的返回值，以及运算的中间结果等等。而本地方法调用的状态，则是以某种依赖与具体实现的方式存储在本地方法栈中，也可能是在寄存器或者其他某些与特定实现相关的内存中。
Java栈由许多栈帧（stack frme）或者说帧（frame）组成，一个栈帧包含一个方法调用。当线程调用一个Java方法时，虚拟机压入一个新的栈帧到该线程的java栈中，当该方法返回时，这个栈帧被从Java栈中弹出并抛弃。
Java虚拟机没有寄存器，其指令集使用Java栈来存储中间数据。
数据类型
Java虚拟机是通过某些数据类型来执行计算的，数据类型及其运算都是由java虚拟机规范严格定义的。数据类型可以分为两种：基本类型和引用类型。基本类型的变量持有原始值，而引用类型的变量持有引用值。术语“引用值”指的是对某个对象的引用，而不是该对象本身，与此相对，原始值则是真正的原始数据。Java语言中的所有基本类型同样也都是java虚拟机中的基本类型，但是boolean有点特别，虽然虚拟机也把boolean看做基本类型，但是指令集对boolean只有很有限的支持。当编译器把java源码编译成字节码时，它会用int或byte来表示boolean。设计boolean值的操作会使用int，boolean数组是当作byte数组来访问的。但是在“堆”区中，它也可以被表示为位域。
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类型
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范围
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byte
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8bit，带符号，二进制补码，[-2∧7,2∧7-1]
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short
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16bit，带符号，二进制补码，[-2∧15,2∧15-1]
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int
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32bit，带符号，二进制补码，[-2∧31,2∧31-1]
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long
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64bit，带符号，二进制补码，[-2∧63,2∧63-1]
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char
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16bit，不带符号，Unicode字符，[0,2∧16-1]
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float
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32bit，IEEE 754标准单精度浮点数
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double
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64bit，IEEE 754标准双进度浮点数
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returnAddress
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同一方法中某操作码的地址
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reference
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堆中对某对象的引用，或者是null
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Java虚拟机中，最基本的数据单元就是字（word），它的大小是由每个虚拟机实现的设计者来决定的。字长必须足够大，至少是一个字单元就足以持有byte、short、int、char、float、returnAddress、reference类型的值，而两个字单元就足以持有long或者double类型的值。因此，虚拟机实现的设计者至少得选择32位作为字长。
方法区
由于所有线程都共享方法区，因此它们对方法区数据的访问必须被设计为线程安全的。
类型信息 对每个装载的类型，虚拟机都会在方法区中存储以下类型信息：
l 这个类型的全限定名
l 这个类型的直接超类的全限定名
l 这个类型是类类型还是接口类型
l 这个类型的访问修饰符
l 任何直接超接口的全限定名的有序列表
除这些基本信息外，还需要如下信息：
l 该类型的常量池
l 字段信息
l 方法信息
l 除了常量以外的所有类变量
l 一个到类ClassLoader的引用
一个到Class类的引用