前言

目录

1. 经典程序编译原理

将源代码翻译为目标代码的过程，称为编译过程，经典的程序编译过程包含以下过程：

经典编译原理 示意图

经典编译原理 示意图

在 Java 技术下，除非有特定的上下文语境，编译一词通常指的是 *.java 转换为 *.class 的过程，这个过程也被称为 编译前端。除此之外，编译一词还可以指运行期即时编译(JIT，Just in Time Compile)或者(静态的)提前编译(AOT，Ahead of Time Compile)，这两种编译称为 编译后端。

下面，我们整理一下 编译前端 & 编译后端 的要点：

2. 编译前端

编译前端阶段中，最重要的一个编译器就是 javac 编译器， 在命令行执行 javac 命令，其实本质是运行了 javac.exe 这个应用。`Android`工程师可能对于 Gradle 构建过程更为熟悉，构建过程中有一个 Task：compileDebugJavaWithJavac，其实也用到了 javac 编译器，编译中间产物路径在 build/intermediates/javac/debug/classes。

2.1 javac 编译

下面，我们整理 javac 编译器 的主要处理过程：

javac 编译过程

延伸文章：

- 关于**注解处理器**，请阅读：[《Java | 注解处理器原理解析与实践》](https://www.jianshu.com/p/993206508d35)

- 关于**类加载**，请阅读：[《Java | 谈谈你对类加载过程的理解》](https://www.jianshu.com/p/993206508d35)

- 关于**方法调用**，请阅读：[《Java | 深入理解方法调用的本质(含重载与重写区别)》](https://www.jianshu.com/p/b5b919f24f82)

2.2 Java 常用语法糖

语法糖 指的是高级语言中的某种语法，这些语法糖在编译时进行 解语法糖，转换为无糖语法。这些语法糖大多都是靠编译器实现，而不是依赖字节码或者虚拟机的底层支持。下表总结了部分熟知的语法糖：

Java 常见语法糖 示例

延伸文章：

- 关于**泛型**，请阅读：[《Java | 关于泛型能问的都在这里了(含Kotlin)》](https://www.jianshu.com/writer#/notebooks/39010758/notes/75762113)

- 关于**内部类**，请阅读：[《Java | 为什么非静态内部类会持有外部类的引用》](https://www.jianshu.com/p/993206508d35)

- 关于**switch**，请阅读：[《Java | switch 和 if-else 哪个更高效》](https://www.jianshu.com/p/993206508d35)

3. 编译后端

在编译后端阶段中，最重要的是 运行期即时编译器(JIT，Just in Time Compiler)和 静态的提前编译器(AOT，Ahead of Time Compiler)。

3.1 解释执行 & 编译执行

根据前面的内容，我们知道编译前端的核心编译产物是：Class 文件。但是对于`CPU`来说，它是不认得字节码的。在Java | 为什么 Java 实现了平台无关性？里，我们强调了：每种 CPU 只能“读懂”自身支持的机器语言或者本地代码(native code)。

因此，Java 虚拟机在执行字节码时，需要将字节码翻译为当前平台的本地代码，可以分为：解释执行 & 编译执行，具体如下：

需要注意的是，并不是所有的`Java 虚拟机`都采用解释器与编译器并存的运行架构。当触发即时编译时，执行引擎(默认)不会等待即时编译完成，而是先按解释执行的方式继续执行。直到即时编译完成后，方法的入口地址才会被修改。

3.2 即时编译器热点探测

那么，即时编译器是如何探测热点代码的呢？具体来说，探测的热点代码有两种：：被多次调用的方法 & 被多次执行的循环体。使用的探测方法有：基于采样 & 基于计数器：

3.3 编译器优化技术

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4. 总结

参考资料

推荐阅读

Java | 为什么 Java 实现了平台无关性？

- [Java | Object obj = new Object()占用多少字节？](https://www.jianshu.com/p/70557f0100ff)

- [Java | 带你理解 ServiceLoader 的原理与设计思想](https://www.jianshu.com/p/a18499b5df1c)

- [Android | 一个进程有多少个 Context 对象(答对的不多)](https://www.jianshu.com/p/51d63a1ffb95)

- [Android | 带你理解 NativeAllocationRegistry 的原理与设计思想](https://www.jianshu.com/p/6f042f9e47a8)

- [Android | 谈一谈 Matrix 与坐标变换](https://www.jianshu.com/p/d61a785af776)

- [Android | 一文带你全面了解 AspectJ 框架](https://www.jianshu.com/p/266e5a918c84)

- [计算机组成原理 | Unicode 和 UTF-8是什么关系？](https://www.jianshu.com/p/6274b13e7982)

- [计算机组成原理 | 为什么浮点数运算不精确？(阿里笔试)](https://www.jianshu.com/p/2adb8fe74987)

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