Java虚拟机（JVM）作为Java程序的执行环境，通过将源代码转化为字节码来实现跨平台运行。垃圾回收是JVM的自动内存管理机制，通过释放不再使用的对象来维护内存的清洁。在Java中，锁机制包括悲观锁和乐观锁，而线程安全是保障在多线程环境中数据一致性的重要概念。继承是实现代码重用和扩展的方式，多态则通过不同的形式实现，如方法的重写和重载。抽象类和接口是实现多态的关键工具，而泛型则提供了类型安全的集合操作。反射是在运行时获取类信息的机制，异常处理是保障程序稳定性的关键。并发集合和线程池是处理多线程编程的重要工具，高性能编程涉及到对算法和数据结构的精细优化。JVM调优是通过调整参数提升Java程序性能的过程，而锁竞争是影响多线程效率的一个挑战，优化锁竞争可以提高程序并发性能。