JAVA技术具有平台无关性、网络移动性和安全性三大特点,使得其成为现有Internet环境中应用最广泛的技术。整个JAVA技术体系包括了四个相互关联的技术:JAVA语言、JAVA API、Class文件和JAVA虚拟机。其中,JAVA虚拟机技术是整个JAVA技术的核心,然而其内部工作机制和原理却鲜为人知。深入研究虚拟机机制,能够快速掌握先进的计算机技术,获得大量有益的经验,继而将这些技术应用于国产软件的研发和设计上来,打破国外公司在技术上的垄断,最终为增强民族软件业的核心竞争力,发展民族软件业做出贡献。本课题主要通过对相关资料的收集、整理,辅以对虚拟机具体实现源代码的阅读、分析,达到深入系统、探索先进技术、透彻剖析虚拟机内部机制的目的。虚拟机采用了独特的以堆栈为核心的体系架构,论文中先对该体系架构做了深入细致的研究,然后按照指令系统、存储管理和网络与安全三个专题,对虚拟机的机制进行深入分析研究。指令系统专题阐述虚拟机的指令系统特点,重点针对程序执行技术进行了分析研究,并对服务器端执行技术提出改进;存储管理专题剖析了虚拟机的存储管理机制,并分析对比了虚拟机的多种垃圾收集算法;网络与安全专题则阐释了虚拟机所提供的分布式对象模型和虚拟机的安全机制,对虚拟机的“沙箱”安全模型进行改进扩展。最后,基于对虚拟机机制的分析研究,结合自己的理解,设计和实现了一个虚拟机的类装载器。JAVA虚拟机技术是一项复杂的技术,同时也处于不断发展之中,还有很多的后续研究工作需要我们进一步深入开展。