Java 需要在 JVM 上运行。核心过程是编译器将 Java 代码转换成 JVM 能够识别的指令序列，即 Java 字节码。然后由各个操作系统上的 JVM 来将 Java 字节码翻译成机器可以识别的机器码，最后进行执行。这正是 Java 诞生之初的强大之处——一次编译，到处运行。通过 JVM 屏蔽了底层操作系统的细节，让 Java 成为真正的高级语言。
如图所示，class 文件会被加载到 Java 虚拟机中，加载后的 Java 类存在于方法区，实际运行时会执行方法区的代码。
Java 运行时，又将内存划分出堆和栈，其中栈再细分为：面向 Java 方法的 Java 方法栈、面向本地方法（用 C++ 写的 native 方法）的本地方法栈、以及存放各个线程执行位置的 PC 寄存器。
在运行过程中，每当调用进入一个 Java 方法，Java 虚拟机会在当前线程的 Java 方法栈中生成一个栈帧，用以存放局部变量以及字节码的操作数。这个栈帧的大小是提前计算好的，而且 Java 虚拟机不要求栈帧在内存空间里连续分布。
当退出当前执行的方法时，不管是正常返回还是异常返回，Java 虚拟机均会弹出当前线程的当前栈帧，并将之舍弃。
将 Java 简单区分为堆内存和栈内存是很粗糙的，实际比这复杂。
下面我们可以简单记忆：
方法区：存储JVM加载的类、常量、静态变量等；
堆：存放对象实例，是 JVM 中内存最大的一块，是 GC 管理的主要区域，又称 GC 堆；
Java 方法栈：又称 Java 虚拟机栈，描述的是Java方法执行的内存模型，主要用于存储执行方法时创建的栈帧。
本地方法栈：类似于 Java 方法栈，只不过为本地方法（用 C++ 写的 native 方法）服务。
PC 寄存器：又称程序计数器，在多线程程序中，为了让线程切换后能够恢复到正确的执行位置，每个线程都需要维护一个独立的计数器，便存在此区域。另外，该区域占用内存较小，且是JVM规范中唯一没有定义 OutOfMemoryError 情况的区域。
此外，
元空间：元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
从线程角度来看的话：
- 线程共享：方法区、堆、直接内存（不属于 JVM 管理范围）
- 线程私有：Java 方法栈、本地方法栈、PC 寄存器
翻译形式有两种：
- 解释执行，即逐条将字节码翻译为机器码并执行；
- 即时编译（Just-In-Time, JIT）,即将一个方法的所有字节码编译成机器码后再执行。
前者的优势在于无需等待编译，而后者的优势在于实际运行速度更快。HotSpot 默认采用混合模式，综合了解释执行和即时编译两者的优点。它会先解释执行字节码，而后将其中反复执行的热点代码，以方法为单位进行即时编译。