目录

  1. 概述
  2. Java 代码编译和执行的整个过程
  3. Java 源码编译机制
  4. 类加载机制
  5. 虚拟机栈上操作
  6. 附录

概述

Java 程序运行时，必须经过编译和运行两个步骤。

  1. 首先前端编译将后缀名为.java 的源文件进行编译，最终生成后缀名为.class 的字节码文件。
  2. 然后 Java 虚拟机将编译好的字节码文件加载到内存（这个过程被称为类加载，是由加载器完成的），然后虚拟机针对加载到内存的 java 类进行解释执行，显示结果。

Java 代码编译和执行的整个过程

Java 代码编译是由 Java 编译器来完成，具体细节如下：

Java 字节码的执行是由 JVM 执行引擎来完成 ，流程图如下所示：

Java 代码编译和执行的整个过程包含以下三个重要的机制：类加载机制、类执行机制和 Java 源代码编译机制

Java 源码编译机制

Java 源代码编译主要由以下三个过程组成：分析符号表、注解处理以及语义分析和生成 class 文件。

最终生成的 class 文件由以下部分组成：

  1. 结构信息。包括 class 文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息
  2. 元数据。对应于 Java 源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池
  3. 方法信息。对应 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、操作数栈与局部变量区大小、操作数栈的类型记录、调试符号信息

类加载机制

通过前端编译之后生成了 class 文件，随后就是需要通过响应的类加载器，将 .class 文件装载到系统中，关于类加载的细节并不在这里展示。

虚拟机栈上操作

JVM 是基于栈的体系结构来执行 class 字节码的。所以，线程创建后，都会产生程序计数器和栈，程序计数器存放下一条要执行的指令在方法内的偏移量，栈中存放一个个栈帧，每个栈帧对应着每个方法的每个方法调用。栈帧又是由局部变量区和操作数栈两部分组成，局部变量表用于存放方法中的局部变量和参数，操作数栈中用于存放方法执行过程中产生的中间结果。

由于 JAVA 都有一个 main() 方法，作为程序的启动方法。所以，程序执行的第一步就是将对应的main()方法装载进虚拟机栈中执行，然后根据主函数的需要，再分配不同的栈帧到虚拟栈中.通过最简单的程序稍加验证。

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public class TestP {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("1");//在此行打上断点
	}
}

通过 debug 运行，可以在 idea 上看见如下的程序虚拟机栈

附录

java 程序是如何执行的？