Javac的实现过程

主要介绍Javac的实现过程及原理。

首先弄明白什么是Javac？

Javac是一种编译器，将一种语言转换为另外一种语言规范。编译器的做用就是将符合java语言规范的源代码转化为JVM虚拟机可以识别的字节码文件的过程。

对于java而言。javac任务就是将java源代码转换为jvm可以识别的二进制码。将.java文件转换为.class文件，这些.class文件也就是字节码文件只有JVM可以识别。

 

 

 

编译过程的原理：

一、词法分析：首先将源代码按照字节的方式读取，而后找出定义的语法关键字（if/else/for等），而后判断哪些关键字是符合java语言规范的，通过整理分析返回一些规范化的Token流

二、语法分析：对Token流进行分析。分析出这些关键字组合在一块儿是否符合java语言规范，通过分析以后会产生一个符合java规范的抽象语法树。抽象语法树就是一个结构化的语法表达式，做用就是将词法用一个结构化的形式组合在一块儿。

Java的语法树使java源码更加结构化，每一个语法树上的节点都是一个JCTree实例

JCTree类有三个重要属性：其实这三个属性很好理解，为了分辨出树中的每个节点而出现的，定义了这三个属性，能够很快速的找到节点在树中的层次结构和位置。

1. TreeTag：每一个语法数节点都用整形常熟表示，每一个节点数值都是在前一个节点的基础上执行加一操做，顶点节点TopLevel是1，那紧接着的Import节点就在TopLevel的基础上加一，等于2  
2. pos：整数。表示位置
3. type：表示节点的类型

 

 

 

 

三、语义分析：对生成的抽象结构树进一步分析，将复杂的语法结构转换为简单的，易于理解和阅读的语法结构。例如：将加强for循环foreach转换为for循环结构。通过语义分析以后会产生一个更加具体的抽象结构树。

语义分析实现的步骤；

语义分析主要是在Enter类中完成的，这个类主要有两个步骤

（1）将全部类中出现的符号都输入到类自身的符号表中，全部的类符号，类参数列表，超类符号，和继承的接口类型符号都会存储到未处理的符号列表中（由于类除了自身的符号以后还有其余类中的引用，因此要进行分类）

（2）在未处理的符号列表中，将全部类符号解析到各自的类符号中，在MemberEnter.complete()类中完成。（解析语法树，将全部的符号都添加到符号表中）

在Enter类解析的步骤中，还有一个辅助操做：

• 添加默认的构造函数；
• 接着下一步是处理注解：在JavaProcessingEnvironment类中完成；
• 数据流分析，在Flow类中完成。　　

　　　　数据流分析实现的步骤：

　　　　一、检查变量在使用以前是否赋值，除了8中基本数据类型以外，还有String类型和其余对象的引用在使用以前都须要赋值。

　　　　二、使用final修饰的变量不会被从新赋值，若是重复复制会报错；同时若是变量是静态成员变量在定义的时候就必须赋值

　　　　三、分析方法返回值类型

　　　　四、全部的Checked Exception都必须向上抛出或者捕获。

　　　　五、全部的语句都会被执行，这个分析的是return语句以后是否还有语句，由于return以后的语句不会被执行。

• 语义分析器的最后一个步骤，进一步处理语法树，解决的问题
  • 　　消除无用的代码，例如：if条件永远为false不会被执行的代码块　　
  •         解除语法糖：说白了就是将例如加强的foreach循环转换为for循环
  •         变量自动类型转换：例如：int类型和Integer类型之间相互转换

四、字节码：通过了上面的三个步骤以后，java源代码就能够被转换成为java虚拟机（JVM）可以别的字节码文件。

代码生成器：

• 　　将源代码转换成符合JVM语法规范的命令形式，JVM的全部操做都是基于栈操做的，所以全部的操做都在进栈和出栈中完成。
•         按照JVM文件组织的形式将字节码输出到后缀名为class的字节码文件中

整个业务流程：

 

 关于javac的基本原理就介绍到这里，有兴趣的能够研究下Javac的源码，能够从OpenJdk下载到源码。