Java的平台无关性是Java最重要的特性，而实现这一特性的基础就是Java虚拟机。因此，了解Java虚拟机的结构和工作方式对进一步理解Java概念十分有益。下面我们将从两个方面介绍Java虚拟机。
什么是Java虚拟机
从底层看，Java虚拟机就是以Java字节码为指令组的软CPU。附图显示了Java系统流程图（内含Java虚拟机）。从附图可以看出，在服务器端首先由开发人员编写Java程序并存为. Java文件；其次，Java编译器将.java文件编译成由字节码组成的.class文件；最后，将.class文件存放在Web服务器上。到此，Java程序已作为Internet或Intranet资源存放在Web服务器上随时可让客户使用。在客户端，用户使用WWW浏览器，通过Internet/Intranet将Web服务器上的含有Java程序的主页下载，再依赖本地Java虚拟机对.class文件解释执行。这样，内容丰富的Java应用资源便由服务器传送到客户端，并在用户浏览器上显示出来。
和普通的程序装入器一样，Java虚拟机执行程序时首先从网络或本地存储器中装入.class文件。由于网络的不安全因素较多，Hacker的恶意攻击，网络病毒的侵袭等等，因此，Java虚拟机在执行.class文件前，首先要对其进行验证。如果没有通过验证，则不执行并给出错误信息，相反，如果程序成功地经过验证阶段，Java虚拟机将运行翻译器读取字节码，把字节码转换成操作系统硬件相关的指令，并在真正的CPU上执行。
字节码是Java虚拟机的指令组（很象CPU上的微码）。字节码形式为<操作码><...操作数>。其中，操作码就是指令码，占一个字节的长度，一个字节码可以有多少操作数。目前，Java虚拟机规范中定度了220个字节码指令。由于字节码指令数目种类繁多，相对于机器码语义层次较高，因此，Java语言编译成字节码后文件尺寸较小便于网络传输。为了运行Java字节码，硬件厂商或操作系统厂商在自己的硬件和操作系统组合中实现Java虚拟机。Java虚拟机程序模块通常用C、C＋＋或相应CPU支持的汇编语言编写。Java虚拟机用主机操作系统帮助完成内存、文件系统、显示器、鼠标、键盘、网络和其它设备驱动器以及线程处理等。另外，各厂商开发自己系统的Java虚拟机需要获得Java许可证。标准的Javasoft许可包括Java类库和Java虚拟机。每个拿到许可证的公司都会在自己的平台上成为Java的监护人，他们可以优化系统性能，但必须保证独立于平台的纯Java小程序能在他们的系统上运行。
从概念上讲，Java虚拟机的基本执行单元是.class文件。一个Java程序经过编译后将形成多个.class文件，而每个文件都对应一个程序中定义的类。因此，带有多个.class文件的Java程序在执行时与传统程序相比就有其特殊性。传统的程序在运行前，系统要装入含有全部程序码的单一执行文件，而Java虚拟机在执行程序时则不同，它遵循"即用即装入"的原则。具体讲，由于一个.class文件可以引用许多其它.class文件（在Java语言中，通过import,implement或extends语句实现），当运行的类需要其他类时，Java虚拟机即从网络或本地文件系统装入.class文件。将这个概念拓广，不同类可以由不同开发者在不同服务器上开发，Java虚拟机能够动态地装入和联接所需要的类文件。这对今后软件开发以及分布式计算都将有深远的意义。例如：这种结构可以使在服务器向客户机提供软件新版本时，只更新相应的.class文件，真正实现零管理客户机以及无版本软件等。
另外，Java虚拟机是使.class文件具有跨平台能力的核心结构，同一.class文件可以运行在实现Java虚拟机的不同计算机上。虚拟机只需要知道.class文件应该是什么结构和应当包含什么，而不必管.class文件对应的源程序代码是由何种语言编写的。由于各种语言的编译器与Java虚拟机本身无关，因此只要不同语言的编译器能从这些源文件中产生Java字节码，开发人员就可以使用各人所熟悉的Ada,C或C＋＋语言编写的运行在任何Java虚拟机上的应用程序，而不必一定要学习Java语言。实现以上所说的内容，将大大简化现有软件向平台无关软件转化的工作。
