title: java類加載系列之---類編譯揭秘
date: 2018-07-17 11:48:02
category: 原創
tags: [Java,Java類編譯加載執行專題]
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本文為java類編譯加載執行系列文章第一篇：類編譯揭秘

第一步：我們寫一個java源文件，如下：

public class CompileTest {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User(1, "Vale");
        System.out.println(user.getUserName());
    }
}
 

public class User {
    private int userId;
    private String userName;
    public User(int userId, String userName) {
        super();
        this.userId = userId;
        this.userName = userName;
    }
}//省略getter setter

第二步(編譯): 創建完源文件之後，程序會先被編譯為.class文件。Java編譯一個類時，如果這個類所依賴的類還沒有被編譯，編譯器就會先編譯這個被依賴的類，然後引用，否則直接引用，這個有點象make。如果java編譯器在指定目錄下找不到該類所其依賴的類的.class文件或者.java源文件的話，編譯器話報“cant find symbol”的錯誤。class文件包括以下幾個部分：魔數、副版本號、主版本，常量池，方法字節碼。
編譯後的字節碼文件格式主要分為兩部分：常量池和方法字節碼。常量池記錄的是代碼出現過的所有token(類名，成員變量名等等)以及符號引用（方法引用，成員變量引用等等）；方法字節碼放的是類中各個方法的字節碼。下面是CompileTest .class通過反匯編的結果，我們可以清楚看到.class文件的結構：

第三步（運行）：java類運行的過程大概可分為兩個過程：1、類的加載 2、類的執行。需要說明的是：JVM主要在程序第一次主動使用類的時候，才會去加載該類。也就是說，JVM並不是在一開始就把一個程序就所有的類都加載到內存中，而是到不得不用的時候才把它加載進來，而且只加載一次。
下面是程序運行的詳細步驟：
在編譯好java程序得到CompileTest .class文件後，在命令行上敲java CompileTest 。系統就會啟動一個jvm進程，jvm進程從classpath路徑中找到一個名為CompileTest .class的二進制文件，將CompileTest 的類信息加載到運行時數據區的方法區內，這個過程叫做CompileTest 類的加載。
然後JVM找到CompileTest 的主函數入口，開始執行main函數。
main函數的第一條命令是User user = new User(1, "Vale");;就是讓JVM創建一個User對象，但是這時候方法區中沒有User類的信息，所以JVM馬上加載User類，把User類的類型信息放到方法區中。
加載完User類之後，Java虛擬機做的第一件事情就是在堆區中為一個新的User實例分配內存, 然後調用構造函數初始化User實例，這個User實例持有著指向方法區的User類的類型信息（其中包含有方法表，java動態綁定的底層實現）的引用。
當使用user.getUserName()的時候，JVM根據user引用找到User對象，然後根據User對象持有的引用定位到方法區中User類的類型信息的方法表，獲得getUserName()函數的字節碼的地址。
開始運行getUserName()函數。

java類編譯過程