你真的知道 你写的 Java 代码是如何一步步输出结果的吗？
发表时间：2022-03-26来源：网络
对于任何一门语言，要想达到精通的水平，研究它的执行原理(或者叫底层机制)不失为一种良好的方式。
在本篇文章中，将重点研究java源代码的执行原理，即从程序员编写JAVA源代码，到最终形成产品，在整个过程中，都经历了什么？每一步又是怎么执行的？执行原理又是什么？
一、编写java源程序
java源文件:指存储java源码的文件。
先来看看如下代码：
//MyTest被public修饰，故存储该java源码的文件名为MyTest public class MyTest { public static void main(String[] args){ System.out.println("Test Java execute process."); } } //由于MyTest被public修饰了，故Class A不能用public修饰 class A{} //由于MyTest被public修饰了，故Class B不能用public修饰 class B{}1、java源文件名就是该源文件中public类的名称
2、一个java源文件可以包含多个类，但只允许一个类为public
二、编译java源代码
当java源程序编码结束后，就需要编译器编译。
安装好jdk后，我们打开jdk目录，有两个.exe文件，即javac.exe(编译源代码，xxx.java文件) 和 java.exe(执行字节码，xxx.class文件).
如下图所示：
1、切换到MyTest.java文件夹
如上总结，已经抽象化了在JVM中的执行。接下来，我们将分析字节码文件（.class文件）如何在虚拟机中一步一执行的。
四、JVM如何执行字节码文件
1、装载字节码文件
当 .java 源码被 javac.exe 编译器编译成 .class 字节码文件后，接下来的工作就交给JVM处理。
JVM首先通过类加载器(ClassLoader)，将class文件和相关Java API加载装入JVM，以供JVM后续处理。
在该阶段中，涉及到如下一些基本概念和知识。
1）JDK,JRE和JVM关系
JDK（Java Development Kit），Java开发工具包，主要用于开发，在JDK7前，JDK包括JREJRE（Java Runtime Environment），Java程序运行的核心环境，包括JVM和一些核心库JVM（Java Virtual Machine），VM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的，是JRE核心模块。2）JVM
JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
Java虚拟机的主要任务是装载class文件，并执行其中的字节码，不同的Java虚拟机中，执行引擎可能有不同的实现。
大致有如下几种引擎：
一次性解释字节码引擎 即时编译引擎 自适应优化器关于虚拟机的实现方式，采用软件方式、硬件方式和软件硬件结合方式，这个要根据具体厂商而定。
3）什么是ClassLoader
虚拟机的主要任务是装载class文件并执行其中的字节码，而class文件是由虚拟机的类加载器(ClassLoader)完成的，在一个Java虚拟机中有可能存在多个类加载器。
任何java运用程序，可能会使用两种类加载器，即启动类加载器(bootstrap)和用户自定义类加载器。
启动类加载器是Java虚拟机唯一实现的一部分，它又可分为原始类装载器，系统类装载器或默认类装载器。它的主要作用是从操作系统的磁盘装载相应的类，如Java API类等。
用户自定义装载类，即按照用户自定义的方式来装载类。
2、将字节码文件存储在JVM内存区
当JAVA虚拟机运行一个程序时，它需要内存来存储许多东西。
比如如字节码，程序创建的对象，传递给方法的参数，返回值，局部变量以及运算的中间结果等，这些相关信息被组织到“运行时数据区”。
根据厂商的不同，在Java虚拟机中，运行时数据区也有所不同。有些运行时数据区由线程共享，有些只能由某个特定线程共享。
运行时数据区大致可分几个区：方法区，堆区，栈区，PC寄存器区和本地方法栈区。
在该阶段中，涉及到如下基本概念和知识。
1）方法区
方法区用来存储解析被加载的class文件的相关信息。
当虚拟装载一个class文件后，它会从这个class文件包含的二进制数据中解析类型信息，然后将该相关信息存储到方法区中。
2）堆
堆是用来存储相关引用类型的，如new对象。当程序运行时，虚拟机会把所有该程序在运行时创建的对象都放到堆中。
3）PC寄存器
PC寄存器主要用来存储线程。当新创建一个线程时，该线程都将得到一个自己的PC寄存器(程序计数器)以及一个java栈。
Java虚拟机没有寄存器，其指令集使用Java栈来存储中间数据。
4）栈区
栈区主要用来存储值类型的，如基本数据类型。需要注意的是，String为引用类型，是存在堆中的。
Java栈是由许多栈帧组成的，一个栈帧包含一个Java方法调用的状态，当线程调用一个方法时，虚拟机压入一个新的栈帧到该线程的Java栈中，当该方法返回时，这个栈帧从Java栈中弹出。
3、执行引擎与运行时数据区交互
运行时数据区为执行引擎提供了执行环境和相关数据，执行引擎通过与运行时数据区交互，从而获取执行时需要的相关信息，存储执行的中间结果等
4、执行引擎与本地方法接口
当要执行本地方法时，执行引擎将调用本地方法接口来获取相关OS本地方法。
需要注意的是，本地方法与操作系统强耦合的。
5、JVM在具体操作系统上执行
JVM通过调用本地接口来获取本地方法，从而实现在具体的平台上执行。比如在Linux系统上执行，在Window系统上执行和在Unix系统上执行。
五、参考文献
1、深入Java虚拟机（原书第2版）(美)Bill Venners 著
2、Core Java Volume I - Fundamententals(10th Edition)
3、Core Java Volume I - Advanced Features(10th Edition)
原作者：Alan_beijing原文链接：【JVM系列】一步步解析java执行内幕 - Alan_beijing - 博客园
原出处：博客园
知识阅读
软件推荐
更多 >-
查看皓盘云建最新版下载v9.0 安卓版
53.38MB |商务办公
-
查看ris云客移动销售系统最新版下载v1.1.25 安卓手机版
42.71M |商务办公
-
查看粤语翻译帮app下载v1.1.1 安卓版
60.01MB |生活服务
-
查看人生笔记app官方版下载v1.19.4 安卓版
125.88MB |系统工具
-
查看萝卜笔记app下载v1.1.6 安卓版
46.29MB |生活服务
-
查看贯联商户端app下载v6.1.8 安卓版
12.54MB |商务办公
-
查看jotmo笔记app下载v2.30.0 安卓版
50.06MB |系统工具
-
查看鑫钜出行共享汽车app下载v1.5.2
44.7M |生活服务
精选栏目
热门推荐
-
1
联想笔记本电脑清理灰尘详细步骤2022-03-26
-
2
神舟bios设置图解教程2022-03-26
-
3
联想拯救者R7000 2020款清灰教程及对硅脂or导热垫选择参考建议2022-03-26
-
4
联想ThinkPad笔记本win10改win7系统及BIOS设置图文教程2022-03-26
-
5
ACPI是什么？BIOS中怎么设置ACPI?2022-03-26
-
6
联想ThinkPad笔记本装win10系统及bios设置教程(附带分区教程)2022-03-26
-
7
鸿蒙系统能安装vscode吗2022-03-26
-
8
192.168.1.62登录入口管理网址2022-03-26
-
9
fast路由器设置网址192.168.1.1,falogin.cn密码2022-02-15
-
10
联想笔记本装系统怎么进入PE图文教程2022-02-14
-
1
-
2
机器人战斗竞技场手机版下载v3.71 安卓版
其它手游 -
3
果冻人大乱斗最新版下载v1.1.0 安卓版
其它手游 -
4
王者100刀最新版下载v1.2 安卓版
其它手游 -
5
trueskate真实滑板正版下载v1.5.102 安卓版
其它手游 -
6
矢量跑酷2最新版下载v1.2.1 安卓版
其它手游 -
7
休闲解压合集下载v1.0.0 安卓版
其它手游 -
8
指尖游戏大师最新版下载v4.0.0 安卓版
其它手游 -
9
飞天萌猫下载v3.0.3 安卓版
其它手游 -
10
火柴人越狱大逃脱下载v1.1 安卓版
其它手游
