执行引擎概述
执行引擎属于JVM的下层，里面包括解释器、及时编译器、垃圾回收器，执行引擎是Java虚拟机核心的组成部分之一。
“虚拟机”是一个相对于“物理机”的概念，这两种机器都有代码执行能力，其区别是物理机的执行引擎是直接建立在处理器、缓存、指令集和操作系统层面上的，而虚拟机的执行引擎则是由软件自行实现的，因此可以不受物理条件制约地定制指令集与执行引擎的结构体系，能够执行那些不被硬件直接支持的指令集格式。
JVM的主要任务是负责装载字节码到其内部，但字节码并不能够直接运行在操作系统之上，因为字节码指令并非等价于本地机器指令，它内部包含的仅仅只是一些能够被JVM所识别的字节码指令、符号表，以及其他辅助信息。
那么，如果想要让一个Java程序运行起来，执行引擎（Execution Engine）的任务就是将字节码指令解释/编译为对应平台上的本地机器指令.才可以。简单来说，JVM中的执行引擎充当了将高级语言翻译为机器语言的译者。
执行引擎的工作流程
执行引擎在执行的过程中究竟需要执行什么样的字节码指令完全依赖于PC寄存器。
每当执行完一项指令操作后，PC寄存器就会更新下一条需要被执行的指令地址。
当然方法在执行的过程中，执行引擎有可能会通过存储在局部变量表中的对象引用准确定位到存储在Java堆区中的对象实例信息，以及通过对象头中的元数据指针定位到目标对象的类型信息。
从外观上来看，所有的Java虚拟机的执行引擎输入，输出都是一致的：输入的是字节码二进制流，处理过程是字节码解析执行的等效过程，输出的是执行过程。
Java代码编译和执行过程
大部分的程序代码转换成物理机的目标代码或虚拟机能执行的指令集之前，都需要经过上图中的各个步骤
Java代码编译是由Java源码编译器（前端编译器）来完成，流程图如下所示：
Java字节码的执行是由JVM执行引擎（后端编译器）来完成，流程图如下所示：
什么是解释器（Interpreter）？什么是JIT编译器？
解释器（Interpreter）是一种将源代码逐行翻译成机器语言并执行的程序。它通常用于解释高级语言或脚本语言。解释器通常需要一直运行，且运行时会逐行翻译源代码，因此它执行效率较低。
JIT编译器（Just-In-Time Compiler）是一种将源代码转换为本地机器代码并执行的程序。JIT编译器通过将一部分源代码编译成机器代码并缓存，从而提高程序的执行效率。它通常将程序分为多个编译单元，只编译被调用的部分。JIT技术常用于Java和.NET等平台，以提高程序的执行速度和性能。
解释器：当Java虚拟机启动时会根据预定义的规范对字节码采用逐行解释的方式执行，将每条字节码文件中的内容“翻译”为对应平台的本地机器指令执行。
JIT（Just In Time Compiler）编译器：就是虚拟机将源代码直接编译成和本地机器平台相关的机器语言。
为什么Java是半编译半解释型语言？
JDK1.0时代，将Java语言定位为“解释执行”还是比较准确的。再后来，Java也发展出可以直接生成本地代码的编译器。现在JVM在执行Java代码的时候，通常都会将解释执行与编译执行二者结合起来进行。
Java是半编译半解释型语言主要是因为Java程序在执行前需要先经过编译成字节码，即.class文件，然后在运行时通过Java虚拟机（JVM）解释执行。这种方式结合了编译和解释两种方式的优点。
编译的优点是可以提高程序的执行速度，因为编译后的代码与机器相关，可以直接在计算机上执行。同时，编译后的代码也更容易进行优化。但是编译的缺点是程序不易移植，因为不同的操作系统、硬件架构等都需要不同的编译后的代码。
解释的优点是代码的可移植性，因为解释器可以在不同平台上运行相同的代码。而且，解释器还可以在运行时进行错误检查和动态类型检查等操作，提高代码的健壮性和安全性。但是解释的缺点是影响了程序的执行速度。
Java采用半编译半解释的方式，既提高了程序的执行速度，又保持了代码的可移植性和健壮性。因此，Java成为了一种广泛使用的高级编程语言。
机器码、指令、汇编语言
机器码
各种用二进制编码方式表示的指令，叫做机器指令码。开始，人们就用它采编写程序，这就是机器语言。机器语言虽然能够被计算机理解和接受，但和人们的语言差别太大，不易被人们理解和记忆，并且用它编程容易出差错。用它编写的程序一经输入计算机，CPU直接读取运行，因此和其他语言编的程序相比，执行速度最快。
机器指令与CPU紧密相关，所以不同种类的CPU所对应的机器指令也就不同。
指令
由于机器码是有0和1组成的二进制序列，可读性实在太差，于是人们发明了指令。
指令就是把机器码中特定的0和1序列，简化成对应的指令（一般为英文简写，如mov，inc等），可读性稍好
由于不同的硬件平台，执行同一个操作，对应的机器码可能不同，所以不同的硬件平台的同一种指令（比如mov），对应的机器码也可能不同。
指令集
不同的硬件平台，各自支持的指令，是有差别的。因此每个平台所支持的指令，称之为对应平台的指令集。 如常见的
- x86指令集，对应的是x86架构的平台
- ARM指令集，对应的是ARM架构的平台
汇编语言
由于指令的可读性还是太差，于是人们又发明了汇编语言。
在汇编语言中，用助记符（Mnemonics）代替机器指令的操作码，用<mark地址符号（Symbol）或标号（Label）代替指令或操作数的地址。在不同的硬件平台，汇编语言对应着不同的机器语言指令集，通过汇编过程转换成机器指令。
由于计算机只认识指令码，所以用汇编语言编写的程序还必须翻译成机器指令码，计算机才能识别和执行。
高级语言
为了使计算机用户编程序更容易些，后来就出现了各种高级计算机语言。高级语言比机器语言、汇编语言更接近人的语言
当计算机执行高级语言编写的程序时，仍然需要把程序解释和编译成机器的指令码。完成这个过程的程序就叫做解释程序或编译程序。
高级语言也不是直接翻译成机器指令，而是翻译成汇编语言码，如下面说的C和C++
C、C++源程序执行过程
编译过程又可以分成两个阶段：编译和汇编。
编译过程：是读取源程序（字符流），对之进行词法和语法的分析，将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码
汇编过程：实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。
字节码
字节码是一种中间状态（中间码）的二进制代码（文件），它比机器码更抽象，需要直译器转译后才能成为机器码
字节码主要为了实现特定软件运行和软件环境、与硬件环境无关。
字节码的实现方式是通过编译器和虚拟机器。编译器将源码编译成字节码，特定平台上的虚拟机器将字节码转译为可以直接执行的指令。字节码典型的应用为：Java bytecode
解释器
JVM设计者们的初衷仅仅只是单纯地为了满足Java程序实现跨平台特性，因此避免采用静态编译的方式直接生成本地机器指令，从而诞生了实现解释器在运行时采用逐行解释字节码执行程序的想法。
为什么Java源文件不直接翻译成JVM，而是翻译成字节码文件？
Java源文件被翻译成字节码文件的原因是，字节码文件可以在任何操作系统或设备上运行，而不必重新编译源代码。字节码是一种高级程序代码，它被设计成便于在虚拟机(Virtual Machine)上进行执行，并解决了在不同平台上编译和执行Java代码的兼容性问题。如果Java源文件直接翻译成JVM，那么不同的操作系统和设备将需要不同的翻译器才能运行程序，从而使Java程序的可移植性和兼容性大大降低。因此，翻译为字节码文件是Java编程语言的一个核心特性。而且效率太低，难度大
