前言:
Java代码怎么做到一次编译,到处运行的呢?靠JVM,那JVM的执行流程是什么呢?
简单来说:通过Javac编译器将Java源代码编译成字节码,JVM通过类加载器将字节码加载到运行时数据区中,并通过执行引擎将字节码翻译为可执行的机器指令,最终交由CPU执行。在此过程中,本地库接口用于调用底层系统功能或其他编程语言的库。这几个主要组成部分共同协作,确保Java程序能够跨平台、高效地运行。
一、编译阶段( .java -> .class)
在程序执行之前,Java源代码首先需要通过Javac编译器编译成字节码,存储在
.class
文件中。字节码是一种与平台无关的中间语言,能够在不同的硬件和操作系统上运行。
二、类加载器(ClassLoader)
JVM的执行流程开始于类加载器,将
.class
文件加载到内存中的运行时数据区(Runtime Data Area)。类加载器通过不同的方式(如从本地文件系统或网络)查找和加载字节码文件,并负责处理类的依赖关系。
三、字节码验证器
在类被加载后,JVM的字节码验证器会检查字节码的有效性,确保字节码没有非法的代码,避免加载可能损害JVM安全性的字节码。这一步确保了Java程序的安全性和稳定性。
四、执行引擎
字节码文件是JVM的一套指令集规范,并不能直接由底层操作系统执行。因此,执行引擎扮演了一个至关重要的角色。它将字节码指令翻译成具体的底层系统指令,并交由CPU执行。
五、本地库接口(Native Interface)
执行引擎执行过程中,有时需要调用其他语言(如C或C++)编写的底层库或系统功能。这时,JVM通过本地库接口,来实现与本地库的交互,从而完成程序的特定功能。
六、执行环境
JVM还提供了一个标准的执行环境,包括Java标准类库、线程管理、异常处理等,这些都是Java程序运行时所依赖的基本组件。