Java程序编写和运行的方式转载

Java编译和运行的整个过程相当繁琐，本文通过一个简单的程序来简单解释整个过程。

如下图，Java从创建源文件到运行程序，程序经历了两个主要步骤：1，源文件由编译器编译为字节码(ByteCode）  2，字节码java虚拟机解释运行。因为java程序必须同时编译JVM这么说吧，解释是正确的Java被称为半解释语言( "semi-interpreted" language）。

图1   java程序编译和运行过程

下面通过以下内容java程序，以说明java程序从编译到最终运行的整个过程。代码如下：

Java代码

1. //MainApp.java
2. public class MainApp {
3. public static void main(String[] args) {
4. Animal animal = new Animal("Puppy");
5. animal.printName();
6. }
7. }
8. //Animal.java
9. public class Animal {
10. public String name;
11. public Animal(String name) {
12. this.name = name;
13. }
14. public void printName() {
15. System.out.println("Animal ["+name+"]");
16. }
17. }

第一步(编译): 创建源文件后，将编译程序.class文件。Java编译类时，如果该类所依赖的类尚未编译，编译器将首先编译依赖类，然后引用它，否则直接引用它，这有点像make。如果java编译器找不到.class文件或者.java如果使用了源文件，编译器将报告它。“cant find symbol“错误。

编译的字节码文件格式分为两个主要部分： 常量池 和 方法字节码 。常量池记录代码的所有出现。token(类名、成员变量名等。)以及符号引用（方法引用、成员变量引用等）；方法字节码是类中每个方法的字节码。下面是MainApp.class通过拆卸的结果，我们可以清楚地看到.class文件结构：

图2  MainApp类常量池

图3  MainApp类方法字节码

步骤2（运行）：java类操作的过程大致可以分为两个过程：1正在加载类  2类的执行。需要注意的是：JVM该类主要在程序首次主动使用该类时加载。也就是说，JVM不是一开始就将程序的所有类加载到内存中，而是在必须使用时只加载一次。

以下是运行程序的详细步骤：

1. 在编译好java程序得到MainApp.class文件，在命令行上键入java AppMain。系统将启动jvm进程，jvm进程从classpath名为的路径AppMain.class二进制文件，将。MainApp类信息被加载到运行时数据区域的方法区域中MainApp类的加载。
2. 然后JVM找到AppMain的主功能条目main函数。
3. main函数的第一个命令是Animal  animal = new Animal("Puppy");就是让JVM创建一个Animal对象，但此时没有Animal类信息，所以JVM马上加载Animal类，把Animal类的类型信息放置在方法区域中。
4. 加载完Animal类之后，Java虚拟机所做的第一件事是在堆区域中创建一个新的虚拟机。Animal实例分配内存, 然后调用构造函数初始化Animal实例，此Animal实例保持Animal类的类型信息（包含方法表，java对动态绑定的底层实现的引用）。
5. 当使用animal.printName()的时候，JVM根据animal引用找到Animal对象，然后根据Animal对象所持有的引用位于方法区域中Animal获得类的类型信息的方法表。printName()函数字节码的地址。
6. 开始运行printName()函数。

图4   java程序运行过程

特别说明：java类中所有public和protected所有私有方法、静态方法、构造函数和初始化方法都是动态绑定的。两者都使用静态绑定机制。方法表在使用动态绑定机制时使用，但在使用静态绑定时不使用。这篇文章是关于java程序操作的一般过程，因此没有精细的区分。本文中描述的过程非常粗略，希望了解更多信息的读者可以参考其他材料。请纠正任何谬误。