程序员想知道代码是怎样跑起来的

程序员使用Java语言实现累加求和的方法，将文件命名为Sample.java。

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(10));
    }

    private static int sum(int n) {
        int res = 0;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            res += i;
        }
        return res;
    }
}

程序员不想直接点击运行，使用javac编译了Sample.java文件，能够看到Sample.java所在的目录下，生成了Sample.class文件。

那要是汇编语言，具体步骤应该是怎样的啊？

不过，什么是汇编语言？汇编语言其实和硬件息息相关，也就是脱离不了实际的硬件环境，没法跨平台运行，由于汇编语言是人们用助记符表述CPU的动做。CPU结构不同，汇编语言调用的可能也不同。

那助记符是什么意思呢？汇编语言的每一行，表示对CPU的一个指令，其语法结构是操做码 + 操做数。固然也存在只有操做码，例如ret，表示将处理返回到函数的调用源。

操做码是对CPU的指令，是动词，那操做码是数据，是存储在CPU的寄存器，是宾语。如mov a b; 表示将b的值赋值给a；add a b; 表示a同b的值相加，并将结果赋值给a。

那CPU是否是直接能懂这些助记符吗？固然不能。

咱们知道计算上全部的地址和数据都是由0和1组成的，将汇编语言的那些助记符写在文本文件上，进行编译的时候会调用本地计算机上的应用，名为masm.exe，是一个编译器。

将文本文件编译成目标文件，此时的目标文件成了机器语言，能够直接被本地的CPU所理解的，若是将这个目标文件由别的计算机的不一样系列CPU理解，那多是读不懂，就比如如咱们看不懂火星文。

那这个目标文件能够被本地CPU能够直接解析运行了吗？能够是能够，可是会直接被报错。

由于咱们仅有这一个目标文件，还不知道这个目标文件和系统的库文件哪些有关。因此，须要一个连接器，把相关的目标文件组合成一个能够在特定平台运行的可执行文件，以下图：

库文件名的后缀也是.O或 .OBJ。其中， .ASM .OBJ和 .EXE是在dos或windows系统下的文件， .S和 *.O是在以Linux内核的系统下的文件后缀名，不过Linux内核不靠文件后缀名来判断这是什么文件，通常靠文件属性来判断，可执行文件在Linux内核中没有后缀名，用ls命令显示这个文件是绿色就是可执行文件。

好了，若是是C/C++语言，它的编译过程应该是怎么样子的呢？

预处理 是将要包含(include)的文件插入原文件中、将宏定义展开、根据条件编译命令选择要使用的代码，最后将这些代码输出到一个“.i”文件中等待进一步处理；

转换 是把C/C++代码(好比上面的".i"文件)“翻译”成汇编代码；

编译 是将用助记符号表示的汇编语言翻译成符合必定格式的机器语言；

连接 是将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件连接起来，最终生成能够在特定平台运行的可执行程序。

好了，写着写着忘记Java程序的正事了。

你们所说的Java，有两个层面意思，一个是做为编程语言的Java，另外一个是做为程序运行环境的Java。这就是Java的特殊所在，特殊就特殊在Java有Java虚拟机。

Java程序也须要编译，可是没有编译成机器语言，而是编译成字节码文件，而后在Java虚拟机用解释的方式执行字节码。

编译 是将Java源代码“翻译”为Java虚拟机可执行的字节码文件，保存到硬盘上；

加载 是将生成在内存上的字节码文件的副本，加载到Java虚拟机上；

Java虚拟机 加载后字节码后，执行方式有两种，一种是即时编译器，另外一种是字节码解释器，以下图：

即时编译和解释执行的区别以下：

解释执行：将编译好的字节码一行一行地翻译为机器码执行。

编译执行：以方法为单位，将字节码一次性翻译为机器码后执行。

软件 是指Java虚拟机对于系统来讲，是一个应用，是用某个高级语言编写的应用。

固然，Java虚拟机对Java程序来讲，是一个运行的环境。咱们能够对比分析一下，把Java源代码想象成汇编语言源代码，字节码想象成本地CPU可执行的机器语言，Java虚拟机想象成本地CPU。

因此这就是为何说Java是跨平台的，由于Java虚拟机是一个应用嘛。不过，不一样的系统，应用也是不一样的，因此系统不一样，Java虚拟机也是不一样的，可是字节码文件能够不变的，能够直接到其它不一样系统上的虚拟机解析执行的。

Java虚拟机运行的是字节码，字节码对Java来讲是十六进制；本地CPU执行的是机器码（机器语言），机器码对系统来讲是二进制。不过，字节码文件放在本地是0和1组成的，只是不能被本地系统解析执行，须要Java虚拟机即时编译或解释执行。

“百闻不如一见”，咱们看看*.class用记事本打开会是怎么样的。

这打开是乱码的啊？这是由于以class为后缀名的字节码文件在Java中保存的是十六进制，那咱们要看十六进制如何看呢？

咱们能够用Sublime Text 3打开字节码文件，但打开以前Sublime Text 3须要安装HexViewer插件，才能够看十六进制的，具体安装过程能够到网上搜索。打开以后，以下图所示：

能够看到全部的数字都是十六进制的，接下来下一步就加载到Java虚拟机上去了，具体用即时编译的仍是解释执行的，或者在大项目中即时编译和解释执行都是能够共同打配合的，由于Java虚拟机在不一样的场景下用的是不一样的优化手段。
喜欢本文的朋友，微信搜索「算法无遗策」公众号，收看更多精彩的算法动画文章