執行Java，執行java檔案

執行Java，執行java檔案

最近在閱讀JVM源碼，把一些心得寫成Blog分享出來，於是便新開了這麼一個專題。

第一篇文章取名字的時候讓我非常困惑，我代碼的閱讀是從Launcher開始入手的，也就是Java.exe（如果是windows平台的話）對應的相關代碼，但我又不能取“JVM啟動過程分析”之類的名字，因為從分析主流程的角度來講還深不到這個層次，所以就暫且起了這麼一個奇怪的名字。

這個系列如果能繼續下去的話，不加特殊說明，使用的JDK和JVM版本均為8u20，來自OpenJDK：http://hg.openjdk.java.net/jdk8u

本人是一個JAVA程式員，在分析JVM大量C/C++時難免會有不妥當的地方，還希望各位讀者指正。介於時間有涯而代碼“無涯”，具體的實現細節不可能面面俱到，只著重分析和看懂大致流程和機制，如果有比較重要的細節遺漏之處，歡迎留言討論。

在這個系列中，任何對源檔案位置的描述都使用相對路徑，其中jdk/代表放置Jdk源碼的根目錄，hotspot/代表放置jvm源碼的根目錄。

一、Launcher程式碼分析

（1）Main.c中的main

位置：jdk/src/bin/main.c 

當我們調用java命令時，首先肯定進入的是C/C++的main函數，就像若干年前我寫的那個helloworld一樣。

這個main函數位於jdk/src/bin/main.c，在JDK8中是放置在這個位置，在以前較老版本是放在JVM相關代碼中的。

main.c中幾乎沒有實質的邏輯，主要是複製一些參數，處理在windows平台中的一些調用，之後就把各參數傳遞給JLI_launch進行執行。相關代碼在第125行。

return JLI_Launch(margc, margv,                   sizeof(const_jargs) / sizeof(char *), const_jargs,                   sizeof(const_appclasspath) / sizeof(char *), const_appclasspath,                   FULL_VERSION,                   DOT_VERSION,                   (const_progname != NULL) ? const_progname : *margv,                   (const_launcher != NULL) ? const_launcher : *margv,                   (const_jargs != NULL) ? JNI_TRUE : JNI_FALSE,                   const_cpwildcard, const_javaw, const_ergo_class);

（2）java.c中的JLI_Launch

位置：jdk/src/bin/java.c

java.c中根據注釋可以大概看出這個函數的各參數含義：

JLI_Launch(int argc, char ** argv,              /* main argc, argc */        int jargc, const char** jargv,          /* java args */        int appclassc, const char** appclassv,  /* app classpath */        const char* fullversion,                /* full version defined */        const char* dotversion,                 /* dot version defined */        const char* pname,                      /* program name */        const char* lname,                      /* launcher name */        jboolean javaargs,                      /* JAVA_ARGS */        jboolean cpwildcard,                    /* classpath wildcard*/        jboolean javaw,                         /* windows-only javaw */        jint ergo                               /* ergonomics class policy */

在第236行調用系統函數擷取環境變數，給jrepath,jvmpath和jvmcfg賦值。（每個Java基礎教程裡設定的環境變數在這裡起作用）

    CreateExecutionEnvironment(&argc, &argv,                               jrepath, sizeof(jrepath),                               jvmpath, sizeof(jvmpath),                               jvmcfg,  sizeof(jvmcfg));

第248行載入jvm.dll這個檔案，只是負載檔案到記憶體，並沒有執行任何操作，同時給這個ifn結構體賦值（根據dll抽取函數調用地址賦值），ifn結構體包含三個關鍵的函數指標。

if (!LoadJavaVM(jvmpath, &ifn)) {        return(6);    }

Ifn結構如下：

typedef struct {    CreateJavaVM_t CreateJavaVM;    GetDefaultJavaVMInitArgs_t GetDefaultJavaVMInitArgs;    GetCreatedJavaVMs_t GetCreatedJavaVMs;} InvocationFunctions;

根據函數名可以大概猜到，第一個是建立虛擬機器，第二個是擷取初始參數，第三個是建立很多虛擬機器？（vms代表虛擬機器的複數形式？我猜的。。）。

之後又對參數進行了一些額外的處理（包括擷取classpath、列印調試資訊、添加額外的參數等等），在299行調用JVMInit初始化虛擬機器

    return JVMInit(&ifn, threadStackSize, argc, argv, mode, what, ret);

（3）Java.c中的JVMInit

位置：jdk/src/bin/java.c

代碼很少，首先列印一下資訊，然後調用ConitueInNewThread函數，從函數名也可以看出，會啟用一個新線程建立JVM。

intJVMInit(InvocationFunctions* ifn, jlong threadStackSize,        int argc, char **argv,        int mode, char *what, int ret){    ShowSplashScreen();    return ContinueInNewThread(ifn, threadStackSize, argc, argv, mode, what, ret);}

（4）Java.c中的ContinueInNewThread

位置：jdk/src/bin/java.c

這個函數依然沒做啥東西，就是封裝了一下參數，然後委派給ContinueInNewThread0。而ContinueInNewThread0開啟一個新的線程，執行JavaMain函數。

（5）Java.c中的JavaMain

位置：jdk/src/bin/java.c

首先在第371行初始化JVM，而InitializeJVM函數做的工作就是調用ifn->createJavaVM，具體的JVM啟動過程水太深因此不在這裡進行分析。如果初始化成功，則會給vm對象和env對象賦值，其中env是一個非常重要的對象，進行JNI調用的時候會頻繁用到。

if (!InitializeJVM(&vm, &env, &ifn)) {        JLI_ReportErrorMessage(JVM_ERROR1);        exit(1);    }

之後檢查一下是否傳入了Jar檔案或者一個類名，如果沒有的話就列印一下Usage

之後第439行擷取主類，擷取主類的方式挺有意思的，在後面會進行分析。接著看看是否拋異常，如果拋異常就直接退出了。

    mainClass = LoadMainClass(env, mode, what);    CHECK_EXCEPTION_NULL_LEAVE(mainClass);

隨後針對JavaFX載入一下東西（如果需要的話），然後擷取main這個方法的ID，組合參數，並Invoke，水到渠成。

其中每一步都檢查是否有異常拋出。

 mainID = (*env)->GetStaticMethodID(env, mainClass, "main",                                       "([Ljava/lang/String;)V");    CHECK_EXCEPTION_NULL_LEAVE(mainID);    /* Build platform specific argument array */    mainArgs = CreateApplicationArgs(env, argv, argc);    CHECK_EXCEPTION_NULL_LEAVE(mainArgs);    /* Invoke main method. */    (*env)->CallStaticVoidMethod(env, mainClass, mainID, mainArgs);    /*     * The launcher's exit code (in the absence of calls to     * System.exit) will be non-zero if main threw an exception.     */    ret = (*env)->ExceptionOccurred(env) == NULL ? 0 : 1;

（未完待續）

java檔案是怎執行的

首先：使用javac命令把.java檔案編譯成.class檔案（位元組碼檔案）
然後：JVM（java虛擬機器）裝載.class檔案並翻譯成機器碼後運行java程式；
共同學習-----請參考：
我們手工執行java程式是這樣的：
1 在記事本中或者是UE的文字編輯器中，寫好來源程式；
2 使用javac命令把來源程式編譯成.class檔案；
編譯後的.class（類位元組碼）檔案中會包含以下內容：

ConstantPool：符號表；
FieldInfo：類中的成員變數資訊；
MethodInfo：類中的方法描述；
Attribute：可選的附加節點。
FieldInfo節點包含成員變數的名稱，諸如public,private,static等的標誌。ConstantValue屬性用來儲存靜態不變的成員變數的值。Deprecated和Synthetic被用來標記一個成員變數是不被推薦的或由編譯器產生的。

3 有了.class檔案，我們執行 java 解釋命令就可以運行java程式了。

現在我們主要討論一下，當執行 java這個命令後，會發生什麼事情呢？
首先，JVM裝載.class，也就是類裝載器裝載類位元組碼。一個類裝載器本身也是一個java類，所以，類裝載器自身也需要被另外一個類裝載器裝載，這就出現了類似先有蛋，還是先有雞的問題。但JAVA中的類裝載器的這個問題卻很容易解決。JAVA的虛擬機器（JVM）中內嵌了一個稱為Bootstrap類裝載器，它是用特定於作業系統的本地代碼實現的，屬於JAVA虛擬機器的核心，Bootstrap類不用專門的類裝載器去進行裝載。Bootstrap類負責載入JAVA核心包中的類（即rt.jar檔案中的類），這些類的Class.getClassLoader()方法傳回值為null，即表示是Bootstrap類裝載器。JAVA核心包中有另外兩個類裝載器：ExtClassLoader和AppClassLoader，它們都是用JAVA語言編寫的JAVA類，其中ExtClassLoader類裝載負責載入存放在<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目錄下的jar包中的類，AppClassLoader負責載入應用程式的啟動執行類，即當使用java命令去啟動執行一個類時，JAVA虛擬機器使用AppClassLoader載入這個類。在編譯和運行JAVA程式時，都會通過ExtClassLoader類裝載器去<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目錄下的JAR包中搜尋要載入的類，所以，如果將包含例如Servlet API的jar包或者是javamail.jar包複製到該目錄下，在編譯Servlet或JavaMail程式時,就不必在CLASSPATH環境變數中增加包含Servlet API的jar包或者是javamail.jar包檔案。
以上，就是一個JAVA程式執行的大致過程。
 
java不可以運行

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