java代码编译和执行的整个流程

java代码编译是由java源码编译器来完成，流程图如下所示：

java字节码执行流程是由JVM执行引擎来完成，流程图如下所示：

java代码编译和执行的整个过程包含了一下三个重要的机制：
1、java源码编译机制
2、类加载机制
3、类执行机制

java源码编译机制
java源码编译由以下三个过程组成：
1、分析和输入到符号表。
2、注解处理
3语义分析和生成class文件
流程图如下所示：

最后生成的class文件由一下部分组成：
1、结构信息。包括class文件格式版本号以及各部分的数量与大小的信息。
2、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。
3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
JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以有下图来描述：

1）Bootstrap ClassLoader
负责加载 $JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类。
2）Extension ClassLoader
负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包。
3）App ClassLoader
负责记载classpath中指定的jar包及目录中class。
4）Custom ClassLoader
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader。
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：
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。栈的结构如下图所示：

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