二、代码编译和执行的整个过程

Java代码编译是由Java源码编译器完成，流程如下：

 

Java字节码执行是由JVM执行引擎完成，流程如下：

 

Java 代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重要的机制：

• Java 源码编译机制
• 类加载机制
• 类执行机制

1、Java 源码编译机制

Java 源码编译由以下三个过程组成：

• 分析和输入到符号表
• 注解处理
• 语义分析和生成 class 文件

流程图如下所示：

 最后生成的 class 文件由以下部分组成：

• 结构信息。包括 class 文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息。
• 元数据。对应于 Java 源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池。
• 方法信息。对应 Java 源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息。

2、类加载机制

JVM的类加载是通关ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

加载过程中会先检查类是否被加载过。检查顺序是由下往上，从Costom ClassLoader至Bootstrap ClassLoader逐层检查，只要某个ClassLoader已加载就视为加载此类，保证此类只在被ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，由上层来逐层尝试加载此类。

 

3、类执行机制

JVM是基于栈的体系机构来执行class字节码的。线程创建后，都会产生程序计数器（PC）和栈（Stack）,程序计数器存放下一条要执行的指令在方法内的偏移量，栈中存放一个个栈帧，每个栈帧对应着每个方法的每次调用，而栈帧又是有局部变量区和操作数栈两部分组成，局部变量区用于存放方法中的局部变量和参数，操作数栈中用于存放方法执行过程中产生的中间结果。栈的结构如下图所示：