Java程序编译过程

Java Compiling process 字节码 class　file

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 2016/10/24

Java编译过程

一般，C/C++程序的编译过程可以分为５个步骤（见下图）：Preprocessing(预处理),Parsing(解析), Translation(翻译),Assembling(汇编）,Linking(链接)。

Java程序具有平台无关性，其在Java Virtual Machine(JVM)上执行，因此编译过程与C/C++大不相同：Java程序首先由编译器翻译成包含了Bytecode(字节码）的.class文件，程序执行时，由类加载器(class loader)将该类的字节码加载到JVM中，JVM会解释执行相应的Bytecode。

那么，一个Java程序是如何变成Bytecode的了?主要由3个过程：

(1) 解析：Java源代码文件被解析成一个个标记(Token)，解析器根据Token生成语法树(syntax trees);
(2) 注释处理:注释处理器(annotation processors)处理所有注释；如果注释处理器产生了新的源文件或者class文件，会重启编译过程，直到没有新的文件产生为止；
(3) 语义分析与字节码生成：在这一步，将语法树转化成类文件,生成字节码。

变量/引用等变量或符号标注；
数据与控制流分析：局部变量赋值、方法返回值以及异常处理等逻辑验证;
解析语法糖：如泛型与类型擦除，遍历循环、自动拆箱（装箱）以及条件编译等
产生字节码，输出到磁盘

Java字节码

最后，我们来看一看Java字节码究竟长什么样子。

新建一个.java文件，

public class HelloWorld{
	private static final String helloWorld = "hello world";
	
	public static void main(String[] args){
		System.out.println(helloWorld);
	}
}

利用javac编译生成对应的.class文件,输入下列命令

1	javap -c xxx.class

可以反汇编对应class文件的字节码：


//Compiled from "HelloWorld.java"

public class HelloWorld {
  public HelloWorld();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #4                  // String hello world
       5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

这里，bytecode实际上就成了JVM的机器语言，里边是一条条JVM可执行的指令。

参考文献

原文作者：Jason Wang

更新日期：2021-08-11, 15:06:01

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