java類編譯過程

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title: java類載入系列之---類編譯揭秘
date: 2018-07-17 11:48:02
category: 原創
tags: [Java,Java類編譯載入執行專題]
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本文為java類編譯載入執行系列文章第一篇：類編譯揭秘

第一步：我們寫一個java源檔案，如下：

public class CompileTest {    public static void main(String[] args) {        User user = new User(1, "Vale");        System.out.println(user.getUserName());    }}

public class User {    private int userId;    private String userName;    public User(int userId, String userName) {        super();        this.userId = userId;        this.userName = userName;    }}//省略getter setter

第二步(編譯): 建立完源檔案之後，程式會先被編譯為.class檔案。Java編譯一個類時，如果這個類所依賴的類還沒有被編譯，編譯器就會先編譯這個被依賴的類，然後引用，否則直接引用，這個有點象make。如果java編譯器在指定目錄下找不到該類所其依賴的類的.class檔案或者.java源檔案的話，編譯器話報“cant find symbol”的錯誤。class檔案包括以下幾個部分：魔數、副版本號碼、主要版本，常量池，方法位元組碼。
編譯後的位元組碼檔案格式主要分為兩部分：常量池和方法位元組碼。常量池記錄的是代碼出現過的所有token(類名，成員變數名等等)以及符號引用（方法引用，成員變數引用等等）；方法位元組碼放的是類中各個方法的位元組碼。下面是CompileTest .class通過反組譯碼的結果，我們可以清楚看到.class檔案的結構：

第三步（運行）：java類啟動並執行過程大概可分為兩個過程：1、類的載入 2、類的執行。需要說明的是：JVM主要在程式第一次主動使用類的時候，才會去載入該類。也就是說，JVM並不是在一開始就把一個程式就所有的類都載入到記憶體中，而是到不得不用的時候才把它載入進來，而且只載入一次。
下面是程式啟動並執行詳細步驟：
在編譯好java程式得到CompileTest .class檔案後，在命令列上敲java CompileTest 。系統就會啟動一個jvm進程，jvm進程從classpath路徑中找到一個名為CompileTest .class的二進位檔案，將CompileTest 的類資訊載入到運行時資料區的方法區內，這個過程叫做CompileTest 類的載入。
然後JVM找到CompileTest 的主函數入口，開始執行main函數。
main函數的第一條命令是User user = new User(1, "Vale");;就是讓JVM建立一個User對象，但是這時候方法區中沒有User類的資訊，所以JVM馬上載入User類，把User類的類型資訊放到方法區中。
載入完User類之後，Java虛擬機器做的第一件事情就是在堆區中為一個新的User執行個體分配記憶體, 然後調用建構函式初始化User執行個體，這個User執行個體持有著指向方法區的User類的類型資訊（其中包含有方法表，java動態綁定的底層實現）的引用。
當使用user.getUserName()的時候，JVM根據user引用找到User對象，然後根據User對象持有的引用定位到方法區中User類的類型資訊的方法表，獲得getUserName()函數的位元組碼的地址。
開始運行getUserName()函數。

java類編譯過程