Mini-Infos zum JIT-Compiler unter Wikipedia:
http://de.wikipedia.org/wiki/JIT-Compiler
Ist aber an sich ein hochkomplexes Thema.
Hier noch ein paar Infos zur JVM (Java Virtual Machine):
Der Java-Source wird vom Java-Compiler in plattformunabhängigen Byte-Code übersetzt, das ist im wesentlichen nur der Source in komprimierter Form. Die JVM läuft als eigenständiges Programm auf dem jeweiligen Rechner, egal ob Windows, Linux oder Handy und erhält als Eingabe den ByteCode. Dieser wurde früher immer nur interpretiert, und einige exotische Plattformen machen das auch noch heute so, für alle gängigen werden aber in der JVM die JIT-Compiler eingesetzt, die übersetzen zur Laufzeit kritische Teile des Byte-Code in Maschinencode (auch z.B. nur einzelne Methoden oder Schleifen) und führen diese dann aus (es gab sogar mal Ansätze von Byte-Code-Prozessoren, die den Byte-Code in Hardware umsetzen). Dabei wird zunehmend daran gearbeitet immer weitere Optimierungen einzubauen, z.B. bei Bedarf eine Funktion mal per Inline einzubetten, If-Blöcke mit derzeit immer falschen Annahmen zu entfernen um Sprünge zu sparen, ebenso in Switch-Blöcken innerhalb von Loops, deren Wert sich in der Loop nicht ändert, etc. Solche Dinge können
nur zur Laufzeit optimiert werden, sind aber algorithmisch anspruchsvoll, was die JIT-Compiler zu einem komplexen Thema macht.
Je nach JVM kann dann der gesamte Java-Sprachumfang oder auf nicht-standard-Architekturen nur Teile daraus unterstützt werden. Je nach Architektur kann dann auch einiges beschleunigt werden, z.B. werden bereits 2D-Grafikfunktionen unter Windows und Linux hardwarebeschleunigt, sofern eine solche Grafikkarte vorhanden ist, ansonsten eben emuliert.
Auch gibt es mehrere Anbindungen an OpenGL (z.B. per JOGL) mit denen sich gut für diverse Plattformen 3D-Programmieren lässt, z.B. für hardwareunterstützte 3D-Objektanzeige in Anwendungen. Trotzdem wird voraussichtlich niemals ein amtlicher Ego-Shooter unter Java entwickelt, da dabei natürlich ein großer Unterschied zwischen 10 oder 40 fps/Sekunde besteht.