Java的运行原理

在Java中引入了虚拟机的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码(ByteCode)（class文件的内容），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行。

 

跨平台：

话说，在北京，一般都是讲北京话的，上海，一般都是将上海话，广东，广东话...
现有一公文发出，要全国执行，该当如何？——先统一翻译成普通话。各地在将普通话版本翻译成当地的方言。

这里，北京、上海就是不同类型的机器windows，

 1 public class  Main {    2  3 private static int size=1;    4  5 public static void main(String args[]) {     6  7 User u = new User();    8  9 u.setName("李文水");   10 11 u.setPwd("159");   12 13 String name = u.getName();   14 15 String pwd = u.getPwd();   16 17 u = null;   18 19 }   20 21 }   22 23 public class User {   24 25 private String name;   26 27 private String pwd;   28 29 public String getName() {   30 31 return name;   32 33 }   34 35 public void setName(String name) {   36 37 this.name = name;   38 39 }   40 41 public String getPwd() {   42 43 return pwd;   44 45 }   46 47 public void setPwd(String pwd) {   48 49 this.pwd = pwd;   50 51 }   52 53 } 

现在假设这两个java源文件已经被编译成了CLASS文件了，我们来看看java虚拟机怎么执行的。

Java虚拟机工作流程：

1.装载

描叙：Java虚拟机装载指定的CLASS文件

结果：形成这个CLASS类的实例对象

过程：java虚拟机使用类装载器定位到相应的CLASS文件，然后读取这个CLASS文件（一个线性二进制数据流），将它传入java虚拟机中。紧接着虚拟机提取其中的类型信息。比如：该类的类名，方法名，变量名，修饰符，方法的返回类型等等。还有一个重要的东西就是常量池。（常量池保存了该类型的所有常量，包括直接常量和对其他类型，字段，方法的符号引用）将这些信息保存在一个叫做方法区的地方。最终形成CLASS类的实例，这个实例存放在内存的堆区。它成为了java程序与内部数据结构之间的接口，程序要访问该类型的信息，程序就调用该类型对应的CLASS实例对象的方法。简而言之：这个过程就是把一个类型的二进制数据解析为方法区中的内部数据结构，并在堆上建立一个CLASS对象的过程。

示例：装载Main类

Java虚拟机读取Main类的CLASS文件，生产对应的java.lang.Class类的实例，读取其中的类型信息，比如修饰符 private，public，static，另外变量size，name，pwd，User（User即为一个引用）共同构成了这个类的常量池。将这些信息保存在方法区，

2.链接

描述：验证，准备，解析（可选）

结果：这个类型是正确的。（这里不知道该怎么描述）

过程：

1)验证：确定类型符合java语言的语义，比如：final类不能有子类，final方法不能被覆盖，确保在类型和超类型之间没有不兼容的方法声明（比如两个方法拥有同样的名字，参数完全相同，但返回类型不同）。

2)准备：java虚拟机为类变量分配内存，设置默认值

3)解析：在类型的常量池中寻找类，接口，字段和方法的符合引用把这些符号引用替换成直接引用的过程。

示例： 连接Main类