java程序执行流程简单分析

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-03-22 10:00 308阅读 0赞

# 一、简单概述： #

一个java程序的执行流程可以简单的分为以下几个步骤：1.编辑源代码--->2.编译阶段，生成.class文件，即源文件有编译器编译成字节码文件--->3.类加载器加载字节码文件--->4.虚拟机加载运行。下面就对这几个阶段进行一个简单的解析。若有错误，欢迎指正！

JVM（java虚拟机）执行过程：加载 -> 合法性和安全性检测 -> 解释执行（循环直到程序执行完毕），JVM將字节码转换成各种平台上的机械代码。

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# 二、简单解析： #

**编辑源代码阶段：**编辑编辑源代码就是在任何一个工具上编写源代码，最后生成一个.java文件，这就是我们程序员的日常工作之一，也是最简单的工作之一。编译源文件生成.class文件

**　　 编译阶段：**创建完源文件之后，程序先要被JVM中的java编译器进行编译为.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。编译后的字节码文件格式主要分为两部分：常量池和方法字节码。常量池记录的是代码出现过的（常量、类名、成员变量等）以及符号引用（类引用、方法引用，成员变量引用等）；方法字节码中放的是各个方法的字节码。

**　　加载字节码文件：**\*.java文件经过javac编译后得到\*.class文件，称为字节码文件，\*.Class文件是一组以8字节为基础单位的二进制流，各个数据项目按照严格的顺序排列在class文件中，中间没有任何的分隔符，这使得class文件在存储的内容全部是虚拟机运行程序所必须的，当存储的数据大于8位就采用大端模式。class文件不像xml等语言有分隔符，所以各种数据类型的排列顺序还是数量都是严格的。那么在这里我们就要好好谈谈虚拟机的加载机制了。在class文件中的各种信息，最终都要加载到虚拟机中才能运行和使用，但是虚拟机如何加载这些class文件? （虚拟机的类加载机制，虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行效验，转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型。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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