java代码编译运行过程流程图

发表时间：2022-03-25来源：网络

流程图

Java代码编译是由Java源码编译器来完成，流程图如下所示：

Java代码编译

Java字节码（class文件）的执行是由JVM执行引擎来完成，流程图如下所示：

Java字节码的执行

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

Java源码编译机制

Java 源码编译由以下三个过程组成：
分析和输入到符号表
注解处理
语义分析和生成class文件
流程图如下所示：

最后生成的class文件由以下部分组成：
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
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
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、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息

类加载机制

JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

1）Bootstrap ClassLoader
负责加载 $JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类
2）Extension ClassLoader
负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
3）App ClassLoader
负责记载classpath中指定的jar包及目录中class
4）Custom ClassLoader
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader
加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

类执行机制

JVM是基于栈的体系结构来执行class字节码的。线程创建后，都会产生程序计数器（PC）和栈（Stack），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次调用，而栈帧又是有局部变量区和操作数栈两部分组成，局部变量区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。栈的结构如下图所示：

类被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为主，它的整个生命周期包括：加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）7个阶段。其中验证、准备、解析3个阶段称为连接（Linking）。

类的生命周期

实例：

如下图，Java程序从源文件创建到程序运行要经过两大步骤：1、源文件由编译器编译成字节码（ByteCode） 2、字节码由java虚拟机解释运行。因为java程序既要编译同时也要经过JVM的解释运行，所以说Java被称为半解释语言。

java程序编译运行过程

//MainApp.java public class MainApp { public static void main(String[] args) { Animal animal = new Animal("Puppy"); animal.printName(); } } //Animal.java public class Animal { public String name; public Animal(String name) { this.name = name; } public void printName() { System.out.println("Animal ["+name+"]"); } }

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