深入理解JVM

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1.Java代码编译和执行的整个过程

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

Java源码编译机制

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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

class文件的组成：

• 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。

类加载机制

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类加载器自上而下依次是：

1. Bootstrap ClassLoader——负责加载jre/lib/rt里的所有class，由C++实现
2. Extension ClassLoader——负责加载jre/lib/ext/*下的class
3. App ClassLoader——负责加载classpath中指定的jar
4. Custom ClassLoader——应用根据自身需求自定义的类加载器。

加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从 Custom ClassLoader 到 BootStrap ClassLoader 逐层检查，只要某个 Classloader 已加载就视为已加载此类，保证此类只所有 ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

类执行机制

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JVM 是基于栈的体系结构来执行 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。