java执行原理

学了那么就java却一直不清楚java代码的运行过程，现在写篇博客，对java的执行过程做一下简单的分析。

究竟什么是java语言呢，sun给出了定义：一种简单的，面相对象，跨平台，半编译半解释，健壮，安全，性能高，多线程的动态语言。

清楚定义之后来看看java的开发流程。Java是一种高级语言，平时我们所写出来的是面对开发者的，而计算机并无法识别，我们叫它源代码，那怎样才能让计算机识别这些源代码呢。首先要利用java编译器（jdk自带的工具）将源代码转换成字节码（.class文件），这个过程就是编译。但编译后的这些字节码仍不能直接在计算机上运行，这些.class文件是面相虚拟机（JVM）的，只有虚拟机才能读懂它，然后虚拟机对这些字节码进行翻译，根据具体计算机的平台把它们翻译成对应机器指令，再由计算机来执行。这就是为什么要在电脑上运行java代码时首先要安装虚拟机。因为虚拟机和java必要的类库构成了java的运行环境。

我们所学的任何一门计算机语言几乎都是从hello world 开始的，下面我们通过一张图来看看一个java代码的运行过程。

HelloWorld：

新建记事本，将后缀名改成.java，编写代码，这里要注意两点：1后缀名必须为.java，2文件名必须和类名相同。然后通过编译器编译成面向虚拟机的字节码（javac HelloWorld.java），在这一步之前，无论你是在任何平台上都是一样的，没有差异，因为任何平台上的虚拟机都是一样的，这也是java实现跨平台的原因。最后通过虚拟机把字节码翻译成对应平台的机器指令，虽然方便实现跨平台，但也因此降低了执行效率，毕竟它的执行要通过虚拟机这个中转站。举个简单的例子，在源文件与编译之后的.class 文件之间有一个翻译员，在任何平台上都是这个翻译员进行翻译，而在.class文件和机器指令之间有多个翻译员，不同的平台上有不同的翻译员进行翻译。

下面来看看java虚拟机的工作流程：

1装载

java虚拟机使用类装载器找到相应的class文件，然后读取这个class文件，再把它传入到虚拟机中，然后虚拟机会再提取其他的信息，比如：该类的类名，方法名，变量名，修饰符，方法的返回类型等等。这些信息保存在一个叫方法区的一个地方，还有一个地方叫常量池，它里面保存了类中的所有常量以及对其他类型的引用，最终形成class的实例，而这个实例就保存在内存中的堆区。通过一个简单的示例来解释一下这个过程：

 

　　public class Test{
　　    private int size;
　　    public User user;
　　    public static void main(String []arg){
　　        user = new User();
　　        ... ...
　　    }
　　}
　　
　　public class User{
　　    private String name;
　　    private int age;
　　    ... ...
　　}

 

当虚拟机读取Test类的class文件时，会读取其中的信息，例如private ，public这些修饰符，而name, age , User , size这些都会保存到常量池中，而这些信息都保存到方法区中，最终形成Test的实例就在java堆里。

 

JVM图解：

2 链接

1检验：确定所加载的类型符合java语言，不会出现语法错误。

2准备：虚拟机为该类型分配内存空间，设置默认值。

3解析：在该类型的常量池中寻找该类的类名，接口，方法。

3初始化

虚拟机调用方法来初始化该类的静态变量，要注意的是在初始化之前要确定该类的父类已经被初始化。

Java的执行过程大致就是这样，当然还有很多没有涉及到，后面会继续深入研究java和jvm，先写下学习过程来帮助自己更好理解，更好回顾。