Java代碼編譯和執行的整 個過程

Java代碼編譯是由Java源碼編譯器來完成，流程圖如下所示：

Java位元組碼的執行是由JVM執行引擎來完成，流程圖如下所示：

Java代碼編譯和執行的整個過程包含了以下三個重要的機制：

Java源碼編譯機制

類載入機制

類執行機制

Java源碼編譯機制

Java 源碼編譯由以下三個過程組成：

分析和輸入到符號表

註解處理

語義分析和生成class文件

流程圖如下所示：

最後生成的class文件由以下部分組成：

結構信息。包括class文件格式版本號及各部分的數量與大小的信息

元數據。對應於Java源碼中聲明與常量的信息。包含類/繼承的超類/實現的介面的聲明信息、域與方法聲明信息和常量池

方法信息。對應Java源碼中語句和表達式對應的信息。包含位元組碼、異常處理器表、求值棧與局部變數區大小、求值棧的類型記錄、調試符號信息

類載入機制

JVM的類載入是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關係和載入順序可以由下圖來描述：

1）Bootstrap ClassLoader

負責載入$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++實現，不是ClassLoader子類

2）Extension ClassLoader

負責載入java平台中擴展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包

3）App ClassLoader

負責記載classpath中指定的jar包及目錄中class

4）Custom ClassLoader

屬於應用程序根據自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會根據j2ee規範自行實現ClassLoader

載入過程中會先檢查類是否被已載入，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個classloader已載入就視為已載入此類，保證此類只所有ClassLoader載入一次。而載入的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試載入此類。

類執行機制

JVM是基於棧的體系結構來執行class位元組碼的。線程創建後，都會產生程序計數器（PC）和棧（Stack），程序計數器存放下一條要執行的指令在方法內的偏移量，棧中存放一個個棧幀，每個棧幀對應著每個方法的每次調用，而棧幀又是有局部變數區和操作數棧兩部分組成，局部變數區用於存放方法中的局部變數和參數，操作數棧中用於存放方法執行過程中產生的中間結果。棧的結構如下圖所示：

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！