Java整個編譯以及運作的過程相當繁瑣,本文通過一個簡單的程式來簡單的說明整個流程。
如下圖,Java程式從源檔案建立到程式運作要經過兩大步驟:1、源檔案由編譯器編譯成位元組碼(ByteCode) 2、位元組碼由java虛拟機解釋運作。因為java程式既要編譯同時也要經過JVM的解釋運作,是以說Java被稱為半解釋語言( "semi-interpreted" language)。

圖1 java程式編譯運作過程
下面通過以下這個java程式,來說明java程式從編譯到最後運作的整個流程。代碼如下:
//MainApp.java
public class MainApp {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Animal("Puppy");
animal.printName();
}
}
//Animal.java
public class Animal {
public String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
public void printName() {
System.out.println("Animal ["+name+"]");
第一步(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。
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,成員變量名等等)以及符号引用(方法引用,成員變量引用等等);方法位元組碼放的是類中各個方法的位元組碼。下面是MainApp.class通過反彙編的結果,我們可以清楚看到.class檔案的結構:
圖2 MainApp類常量池
圖3 MainApp類方法位元組碼
第二步(運作):java類運作的過程大概可分為兩個過程:1、類的加載 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,才會去加載該類。也就是說,JVM并不是在一開始就把一個程式就所有的類都加載到記憶體中,而是到不得不用的時候才把它加載進來,而且隻加載一次。
下面是程式運作的詳細步驟:
在編譯好java程式得到MainApp.class檔案後,在指令行上敲java AppMain。系統就會啟動一個jvm程序,jvm程序從classpath路徑中找到一個名為AppMain.class的二進制檔案,将MainApp的類資訊加載到運作時資料區的方法區内,這個過程叫做MainApp類的加載。
然後JVM找到AppMain的主函數入口,開始執行main函數。
main函數的第一條指令是Animal animal = new Animal("Puppy");就是讓JVM建立一個Animal對象,但是這時候方法區中沒有Animal類的資訊,是以JVM馬上加載Animal類,把Animal類的類型資訊放到方法區中。
加載完Animal類之後,Java虛拟機做的第一件事情就是在堆區中為一個新的Animal執行個體配置設定記憶體, 然後調用構造函數初始化Animal執行個體,這個Animal執行個體持有着指向方法區的Animal類的類型資訊(其中包含有方法表,java動态綁定的底層實作)的引用。
當使用animal.printName()的時候,JVM根據animal引用找到Animal對象,然後根據Animal對象持有的引用定位到方法區中Animal類的類型資訊的方法表,獲得printName()函數的位元組碼的位址。
開始運作printName()函數。
圖4 java程式運作過程
特别說明:java類中所有public和protected的執行個體方法都采用動态綁定機制,所有私有方法、靜态方法、構造器及初始化方法<clinit>都是采用靜态綁定機制。而使用動态綁定機制的時候會用到方法表,靜态綁定時并不會用到。本文隻是講述java程式運作的大概過程,是以并沒有細加區分。本文的所述的流程非常粗糙,想深入了解的讀者請查閱其他資料。存在謬誤的地方,請多指正。
參考資料:
本文轉自張昺華-sky部落格園部落格,原文連結:http://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/5884548.html,如需轉載請自行聯系原作者