类的编译、加载、执行过程

菜鸟版

我们写了一个Book.java的类

编译：

执行javac test.java命令，就可以成功把Book.java转化成Book.class

编译有3步：

词法分析和输入到符号表
注解处理
语义分析和生成字节码

细化一点：

源代码文件*.java -> 词法分析器 -> tokens流 -> 语法分析器 -> 语法树/抽象语法树 -> 语义分析器 -> 注解抽象语法树 -> 字节码生成器 -> JVM字节码文件*.class

字节码文件包含：

结构信息，class文件相关信息
元数据，Java源码中的声明、常量信息

方法信息，Java源码语句、表达式对应

加载：

Book book = new Book();

当你new的时候，会用到Book.class，所以第一时间找到Book.class文件，并加载到内存中

执行该类的static代码块，给Person.class进行一个初始化

heap中开辟空间，分配地址

heap中建立对象的特有属性，并进行默认初始化

对属性进行显示初始化

对对象进行构造代码块初始化

对对象进行的与之对应的构造函数进行初始化

把内存地址赋给stack中的p变量

执行：

连接：

验证 验证类符合Java和JVM规范，和编译阶段的检查不同

准备 为类的静态变量分配内存，初始化为系统的初始值（不初始化静态代码块），对static final，直接定义为用户赋的值

解析 把符号引用（字面量描述）转为直接引用（对象和实例的地址指针、实例变量和方法的偏移量）

类初始化：

初始化类的静态变量和静态代码块为用户自定义的值。

非静态类在实例化类、在heap中创建对象的时候，才会初始化，初始化的顺序在源码中从上到下（如果还没有加载，则会顺势触发类的加载过程）。

内存分配：

JVM是基于栈结构的体系结构来执行class字节码的，不同于windows和Linux基于寄存器结构。类的执行机制，主要是在Java栈上面完成。当一个线程被创建后，Java栈和PC寄存器就会被创建。Java栈由栈帧组成，调用一个方法，就会生成一个栈帧（可以理解为表示调用一个方法）。栈帧又由局部变量表、操作数栈和常量池引用组成。

执行的时候，每个线程都有一个Java栈，当前执行的栈称为当前栈。一个Java栈调用多个方法，则会push很多个栈帧，当前活动的栈帧称为当前栈帧。当前栈帧执行完毕之后，会把执行结果（如果有）压入到调用它的那个栈帧的操作数栈中，作为上一个栈帧的一个中间处理结果被调用，然后就会被pop出去。当所有调用的方法执行结束后，栈帧也就都pop掉没有了。
例如：执行代码

具体过程：

本步骤由执行引擎Execute Engine来完成。执行引擎把字节码转为机器码，然后操作系统才可以真正调用，在硬件环境上执行代码。执行引擎的通过Java字节码解释器（一行一行解释字节码）和JIT（Just In Time）即时编译器（对热代码整段编译）来完成机器码的翻译工作。JIT编译器的工作流程为：JVM字节码 -> 机器无关优化 -> 中间代码 -> 机器相关优化 -> 中间代码 -> 寄存器分配器 -> 中间代码 -> 目标机器码生成器 -> 目标机器码