浅谈java编译机制和运行机制

 

源文件和字节码的组成方式

源文件： 拓展名后跟java的文件即java的源文件.

Java 源码编译由以下三个过程组成：

1、分析和输入到符号表

2、注解处理

3、语义分析和生成class文件

流程图如下所示：

 

 

 

字节码：拓展名后跟class的文件即java的字节码文件.

          最后生成的class文件由以下部分组成：

• 结构信息。class文件由class文件格式，版本号以及各部分的数量和大小信息组成。

• 元数据。java的源码中的声明和常量信息，包含了父类，实现接口，声明，作用域和常量池

• 方法信息。java源码中语句和表达式对应的信息，包含字节码，异常处理器表，求值栈，求值栈的类型记录，局部变量区大小，调试符号信息

 

 

Java编译机制和运行机制

Java编译运行机制流程图： 

 

第一步（编译）：首先创建源文件，创建完源文件后从JVM中的java编译器编译成.class文件.java编译一个类时，如果这个类所依赖的类还没有被编译，编译器会自动的先编译这个所依赖的类，然后引用。如果java编译器在指定的目录下找不到该类所依赖的类的 .class文件或者 .java源文件，就会报"Cant found sysbol"的异常错误。

 

第二步（运行）：java类运行的过程大概分为两个步骤：（1）类的加载 （2）类的执行。需要说明的一点的是：JVM主要在程序第一次运行时主动使用类的时候，才会立即去加载。换言之，JVM并不是在运行时就会把所有使用到的类都加载到内存中，而是用到，不得不加载的时候，才加载进来，而且只加载一次！

 

根据上面的程序，详解该程序运行的详细步骤：

（1）在类路径下找到编译好的 java 程序中得到 Test.class 字节码文件后，在命令行上敲 java Test，系统就会启动一个 JVM 进程，JVM进程从classpath

路径下找到一个名为Test.class的二进制文件，将Test.class文件中的类信息加载到运行时数据区的方法区中，这一过程叫做类的加载。（只有类信息在方法区

中，才能创建对象，使用类中的成员变量）

（2）JVM 找到main方法的主函数入口， 持有一个指向当前类(Test)常量池的指针，而常量池中的第一项是发现是一个对Animal对象的符号引用，并且

main方法中第一条指令是Animal animal = new Animal("super_yc")，就是让JVM创建一个Animal对象，但是方法区中还没有Animal类的类信息，于是

JVM就要马上的加载Animal类，将Animal类信息放入到方法区中，于是JVM 以一个直接指向方法区 Animal类的指针替换了常量池中第一项的符号引用。

（3）加载完Animal类的信息以后，JVM虚拟机就会在堆内存中为一个Animal类实例分配内存，然后调用其构造函数初始化Animal实例，这个实例持有指向

方法区的Animal类的类型信息（其中包含有方发表，java动态绑定的底层实现）的引用。（animal指向了Animal对象的引用会自动的放在栈中，字符串常量

"super_yc"会自动的放在方法区的常量池中，对象会自动的放入堆区）

（4）当使用 animal.pringName()的时候，JVM根据栈中animal引用找到Animal对象，然后根据Animal对象持有的引用定位到方法区中Animal类的类型

信息方法表，获得pringName()函数的字节码地址，然后开始运行函数。

 

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