JVM（Java 虚拟机）
核心作用：执行 Java 字节码
JVM 是 Java 程序的运行时引擎，负责将编译后的 .class 字节码文件转换成计算机可执行的指令。它是实现 Java 跨平台（一次编译，到处运行）的核心。
JVM 核心功能：
- 字节码加载
- 通过 ClassLoader 加载 .class 文件到内存。
- 字节码验证
- 检查代码安全性（如防止非法内存访问）。
- 解释执行
- 解释器逐行将字节码翻译成机器码执行（启动快）。
- 即时编译（JIT）
- 将热点代码（频繁执行的代码）编译为本地机器码（执行快）。
- 内存管理
- 自动内存分配与垃圾回收（GC）。
- 管理内存区域：堆（对象存储）、栈（方法调用）、方法区（类信息）等。
- 平台适配
- 不同操作系统（Windows/Linux/macOS）有对应的 JVM 实现，屏蔽底层差异。
✅ 关键点：JVM 不直接执行 Java 源码，而是执行编译器生成的字节码。
JDK（Java Development Kit）
核心作用：Java 开发工具包
JDK 是开发 Java 应用的完整套件，包含：
-
开发工具
- javac：Java 编译器（将 .java 源码编译成 .class 字节码）。
- java：启动 JVM 执行程序。
- jar：打包工具。
- javadoc：文档生成工具。
- 调试器（如 jdb）。
-
基础类库（Java API）
- 如 java.lang（String、Object）、java.util（集合框架）、java.io（文件操作）等。
- JRE（Java Runtime Environment）
- 包含 JVM + 运行库（运行 Java 程序的最小环境）。
JDK 与 JVM 的关系：
- 开发阶段：使用 JDK 中的 javac 编译代码。
- 运行阶段：使用 JDK 中的 java 命令启动 JVM 执行程序。
工作流程示例
graph LR
源码[编写 Hello.java] --> 编译[JDK的javac编译]
编译 --> 字节码[生成 Hello.class]
字节码 --> 执行[JDK的java命令启动JVM]
执行 --> 机器码[JVM解释/JIT编译]
机器码 --> CPU[CPU执行] 
核心区别总结
| 组件 | 角色 | 关键内容 | 是否包含 JVM |
| JDK | 开发工具包 | 编译器、调试器、类库、JRE | ✅ 包含 |
| JVM | 字节码执行引擎 | 解释器、JIT、GC、内存管理 | ❌ 自身即核心 |
通俗比喻
- JDK 像汽车维修厂
- 提供所有工具（扳手、千斤顶 = javac/jar）和零件（类库）。
- JVM 像发动机
- 负责将燃料（字节码）转化为动力（机器码），驱动汽车（程序）运行。
- JRE 像一辆完整汽车
- 包含发动机（JVM）+ 基础零件（运行库），能开但不含维修工具。
💡 开发者需要 JDK（含 JVM），用户只需 JRE（含 JVM）即可运行程序。现代 JDK 已内置 JRE。
字节码如何被计算机执行
生成的 .class 文件不直接被 CPU 执行，而是由 JVM 解释或编译为机器码：
- 解释器：逐行翻译字节码执行（启动快）。
- JIT 编译器：将热点代码编译为本地机器码（执行快）。
- 最终执行：转换后的机器码由 CPU 直接运行。
安装 JDK 后为什么配置环境变量？
1、核心原因：解决路径识别问题
操作系统不知道 JDK 安装在哪里，需要显式指定路径才能找到关键工具：
- 命令行工具：如 javac（编译）、java（运行）、jar（打包）
- 开发工具：如 IDE（IntelliJ IDEA/Eclipse）、构建工具（Maven/Gradle）
若不配置环境变量，每次执行命令都需输入完整路径（例如：C:\Program Files\Java\jdk-17\bin\javac Hello.java），极其繁琐。
2、需要配置的关键环境变量
1. JAVA_HOME（最重要）
- 作用：指向 JDK 的安装根目录（例如：C:\Program Files\Java\jdk-17）
- 为什么需要：
- 开发工具依赖：Maven/Gradle/Tomcat 等工具通过 JAVA_HOME 自动定位 JDK
- 路径简化：其他路径可基于此变量扩展（如 %JAVA_HOME%\bin）
2. PATH
- 作用：添加 JDK 的 bin 目录（例如：%JAVA_HOME%\bin）
- 为什么需要：
- 允许在任意目录下直接运行 javac、java 等命令
- 无需输入完整路径：终端直接识别 javac Hello.java
3、不配置环境变量的后果
| 场景 | 问题现象 |
| 命令行编译运行 | 报错 'javac' 不是内部或外部命令（Windows）或 command not found（Linux/macOS） |
| 启动 IDE（如 IDEA） | 需手动指定 JDK 路径，否则无法编译运行 |
| 使用 Maven/Gradle | 构建失败，提示找不到 JDK |
| 运行 Tomcat 等服务器 | 启动报错，提示 JAVA_HOME is not set correctly |
4、IDE 需要环境变量吗？
- 不强制但推荐：
IDEA/Eclipse 可手动指定 JDK 路径（不依赖环境变量），但：- 构建工具仍依赖：Maven/Gradle 构建时仍需 JAVA_HOME
- 终端集成失效：IDE 内置终端无法识别 javac 等命令
- 外部工具兼容性：如 Docker/CI 工具链依赖全局环境变量
5、总结：为什么必须配置？
| 需求 | 环境变量作用 |
| 全局调用 JDK 命令 | PATH 添加 bin 目录 |
| 开发工具自动发现 JDK | JAVA_HOME 提供根路径 |
| 跨平台一致性 | 所有系统通过相同变量名访问 JDK |
| 避免重复路径输入 | 命令行直接执行 java/javac |
✅ 本质：环境变量是操作系统级别的路径注册机制，让 JDK 从“一个普通安装目录”变成“系统可识别的开发环境”。
