JVM教程之Java代碼編譯和執(zhí)行的整個過程（二）

Java代碼編譯是由Java源碼編譯器來完成，流程圖如下所示：

Java字節(jié)碼的執(zhí)行是由JVM執(zhí)行引擎來完成，流程圖如下所示：

Java代碼編譯和執(zhí)行的整個過程包含了以下三個重要的機(jī)制：

Java源碼編譯機(jī)制類加載機(jī)制類執(zhí)行機(jī)制

Java源碼編譯機(jī)制

Java源碼編譯由以下三個過程組成：

分析和輸入到符號表注解處理語義分析和生成class文件

流程圖如下所示：

最后生成的class文件由以下部分組成：

結(jié)構(gòu)信息。包括class文件格式版本號及各部分的數(shù)量與大小的信息元數(shù)據(jù)。對應(yīng)于Java源碼中聲明與常量的信息。包含類/繼承的超類/實(shí)現(xiàn)的接口的聲明信息、域與方法聲明信息和常量池方法信息。對應(yīng)Java源碼中語句和表達(dá)式對應(yīng)的信息。包含字節(jié)碼、異常處理器表、求值棧與局部變量區(qū)大小、求值棧的類型記錄、調(diào)試符號信息

類加載機(jī)制

JVM的類加載是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關(guān)系和加載順序可以由下圖來描述：

1）Bootstrap ClassLoader

負(fù)責(zé)加載$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++實(shí)現(xiàn)，不是ClassLoader子類

2）Extension ClassLoader

負(fù)責(zé)加載java平臺中擴(kuò)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(fù)責(zé)記載classpath中指定的jar包及目錄中class

4）Custom ClassLoader

屬于應(yīng)用程序根據(jù)自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會根據(jù)j2ee規(guī)范自行實(shí)現(xiàn)ClassLoader

加載過程中會先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個classloader已加載就視為已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。

類執(zhí)行機(jī)制

JVM是基于棧的體系結(jié)構(gòu)來執(zhí)行class字節(jié)碼的。線程創(chuàng)建后，都會產(chǎn)生程序計數(shù)器（PC）和棧（Stack），程序計數(shù)器存放下一條要執(zhí)行的指令在方法內(nèi)的偏移量，棧中存放一個個棧幀，每個棧幀對應(yīng)著每個方法的每次調(diào)用，而棧幀又是有局部變量區(qū)和操作數(shù)棧兩部分組成，局部變量區(qū)用于存放方法中的局部變量和參數(shù)，操作數(shù)棧中用于存放方法執(zhí)行過程中產(chǎn)生的中間結(jié)果。棧的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

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