JDK, JVM và bộ công cụ Java

Chúng lồng vào nhau: JDK ⊃ JRE ⊃ JVM.
JVM là máy ảo — nạp và thực thi bytecode, quản lý bộ nhớ, chạy garbage collector và trình biên dịch JIT. Một mình nó không chạy được ứng dụng vì thiếu thư viện.
JRE = JVM + thư viện chuẩn (java.lang, java.util, java.io…). Đủ để chạy ứng dụng, không đủ để biên dịch.
JDK = JRE + công cụ phát triển (javac, javap, jar, jshell, javadoc).
Lập trình viên cài JDK. Lưu ý từ Java 11, JRE không còn được phát hành riêng — cách phân phối hiện đại là dùng jlink tạo runtime tối giản đóng gói kèm ứng dụng.

Nhờ tầng trung gian bytecode. javac không biên dịch ra mã máy của một CPU cụ thể mà ra bytecode — tập lệnh của một máy ảo trừu tượng, giống nhau trên mọi nền tảng. Tệp .class mang từ macOS sang Linux hay Windows đều chạy được, không cần biên dịch lại.

Phần không đa nền tảng chính là JVM: mỗi hệ điều hành và kiến trúc CPU cần một bản JVM riêng (macOS ARM64, Linux x86-64, Windows x86-64…). Nói cách khác, gánh nặng đa nền tảng được chuyển từ lập trình viên ứng dụng sang nhà cung cấp JVM — và đó chính là ý tưởng thiên tài của thiết kế này.

Đây là hợp đồng cố định giữa chương trình và JVM. Từng phần có lý do riêng:

• public — JVM gọi phương thức này từ bên ngoài class, nên nó phải truy cập được.
• static — lý do quan trọng nhất: tại thời điểm khởi động chưa có object nào tồn tại. JVM không biết phải gọi constructor nào với tham số gì để tạo instance, nên phương thức phải thuộc về class chứ không phải instance.
• void — mã thoát của chương trình được đặt qua System.exit(n), không qua giá trị trả về.
• String[] args — nơi JVM đưa các tham số dòng lệnh vào.

Sai bất kỳ phần nào, bạn nhận Error: Main method not found in class …. Tên tham số (args) thì đổi tuỳ ý, và String... args cũng hợp lệ vì varargs biên dịch ra đúng một mảng.

Vì tham số của lệnh java không phải tên tệp mà là tên đủ điều kiện của class. JVM nhận tên đó, rồi tự đi tìm tệp .class tương ứng trên classpath. Khi bạn gõ java Hello.class, JVM hiểu là "tìm class tên class trong package Hello" — dấu chấm là dấu phân cách package!

Hệ quả: với class trong package, phải gõ tên đầy đủ với dấu chấm — java -cp out com.vidu.Main, chứ không phải java out/com/vidu/Main.class.
Ngoại lệ duy nhất: từ Java 11, java Hello.java (đuôi .java, không phải .class) là chế độ chạy một tệp — JVM biên dịch trong bộ nhớ rồi chạy luôn.

Chứa được bao nhiêu class cũng được, nhưng tối đa một class public — và nếu có, tên tệp phải trùng khít tên class đó (phân biệt hoa thường).

public class Hello { ... }    // public → tên tệp phải là Hello.java
class TroGiup { ... }          // không public → đặt chung tệp được
class CauHinh { ... }          // cũng được

Sau khi biên dịch, javac sinh ra ba tệp .class riêng biệt — mỗi class một tệp. Lý do của quy tắc này là kỹ thuật: trình biên dịch cần tìm được mã nguồn của một class chỉ từ tên nó, không phải quét toàn bộ dự án.
Trong dự án thật, quy ước là mỗi class một tệp cho dễ tìm — nhiều class chung tệp chỉ dùng cho class trợ giúp rất nhỏ, chỉ dùng nội bộ.

Cả hai — và đó là câu trả lời chính xác, không phải né tránh.

• Biên dịch: javac dịch mã nguồn sang bytecode. Bước này kiểm tra kiểu, cú pháp, và các lỗi khác trước khi chương trình chạy — đây là lý do Java bắt được rất nhiều lỗi mà Python/JavaScript phải đợi tới lúc chạy mới biết.
• Thông dịch: JVM đọc và thực thi từng lệnh bytecode.
• Biên dịch lần hai (JIT): JVM theo dõi những phương thức được gọi nhiều, dịch chúng sang mã máy và tối ưu dựa trên dữ liệu chạy thực tế.

Hệ quả thực tế của mô hình lai này: chương trình Java khởi động chậm (JVM phải nạp class, thông dịch trước khi JIT kịp làm việc) nhưng chạy lâu thì rất nhanh — đôi khi ngang C++ ở những đoạn nóng nhất, vì JIT có thông tin mà trình biên dịch AOT không thể có.

LTS = Long-Term Support — phiên bản được cam kết vá lỗi và vá bảo mật trong nhiều năm (thường 5-8 năm tuỳ nhà cung cấp).

Từ 2018, Java ra bản mới mỗi 6 tháng, nhưng bản không phải LTS chỉ được hỗ trợ đúng 6 tháng — hết hạn là không còn bản vá bảo mật. Với một hệ thống ngân hàng chạy 10 năm, nâng cấp Java hai lần mỗi năm là không khả thi, và chạy phiên bản không còn được vá là rủi ro bảo mật nghiêm trọng.

Các bản LTS: 8 (2014), 11 (2018), 17 (2021), 21 (2023), 25 (2025). Bản không-LTS (18, 19, 20, 22…) dùng để thử nghiệm tính năng mới, không dành cho production.

javac chỉ làm đúng một việc: dịch .java thành .class. Dự án thật cần nhiều hơn thế:

• Quản lý phụ thuộc bắc cầu — bạn khai báo cần thư viện A; A lại cần B và C; B cần D phiên bản 2.0 còn C cần D phiên bản 1.5. Giải quyết xung đột này bằng tay là bất khả thi.
• Thứ tự biên dịch — hàng trăm tệp phụ thuộc lẫn nhau.
• Vòng đời chuẩn hoá — compile → test → package → install, giống nhau ở mọi dự án nên ai cũng biết cách build.
• Build lặp lại được — cùng một lệnh cho kết quả giống nhau trên máy bạn, máy đồng nghiệp, và máy chủ CI.
• Tích hợp — chạy test, đo độ phủ, kiểm tra chất lượng, đóng gói, publish, tất cả trong một quy trình.

Nói ngắn gọn: javac là trình biên dịch, Maven/Gradle là hệ thống xây dựng. So sánh: gcc ↔ make/CMake, hoặc tsc ↔ npm scripts.