了解Java執行過程：從代碼到執行

Java以其平台獨立性和有效的執行而廣為人知。本文將帶您完成整個Java執行過程，從編寫人類可讀代碼到跨不同平台運行它。我們將介紹JDK，JVM和JRE的角色，以及編譯和執行Java程序所涉及的步驟。

1。關鍵Java組件

>進入執行過程之前，必須了解Java中的三個核心組件：

：

• JDK（Java Development套件）

  >
  JDK是一個完整的軟件開發套件，可讓您編寫，編譯和執行Java程序。
  • >它包括JVM（Java Virtual Machine）和JRE（Java運行時環境），以及開發的基本工具，例如編譯器（Javac）。 開發人員使用JDK來編寫和編譯代碼，後來由JVM執行。
  JVM（Java Virtual Machine）
>
• JVM是運行Java字節碼的引擎。通過抽象基礎硬件和操作系統，它可以與Java平台無關。 JVM解釋和執行

  Java程序被編譯為字節碼，允許同一Java程序在具有JVM的任何計算機上運行。 >

  • >
  • JRE提供了運行Java程序的必要庫和資源，包括JVM。
  它包含諸如字符串和數組之類的核心類，您的Java程序可能會依賴於。
  JRE不包括編譯器之類的開發工具，使其適用於運行Java應用程序，但不適合開發。

• 2。 Java執行過程

  • 步驟1：寫代碼
  • >
  您首先編寫Java代碼，該代碼通常保存在.java文件中。此代碼是人類可讀的，遵循Java語法。
  >

>

步驟2：編譯代碼

• > >代碼準備就緒後，Javac編譯器將使用將人類可讀的.java代碼轉換為字節碼（存儲在.class文件中）。

  bytecode是一種二進制格式，對於所有操作系統都是相同的。然後可以在具有JVM的任何平台上執行此字節碼，從而確保平台獨立性。
步驟3：用JVM

• 執行字節碼

  • 3.1加載字節
  • >嘗試執行Java程序時，JVM會將字節碼（即.class File）加載到內存中。
  • classloader負責根據用戶提供的類名來查找和加載類。
  • 如果找不到類，則拋出了classNotFoundException。
  如果找到了類，JVM將其加載到內存中。靜態方法，變量和數據的數據存儲在方法區域，這是JVM內存的特殊部分。
  • 3.2執行字節
  >一旦加載了類，JVM就會尋找Main（）方法（程序的輸入點）以開始執行。
  • >
  如果找到了main（）方法，則執行過程開始。
  • >

3。執行機制

JVM使用兩種主要方法來執行字節碼：解釋器和Just-In-time（JIT）編譯器。

• > intrumenter（緩慢）

  在解釋器方法中，JVM按行讀取並執行字節碼。
  >每次調用方法時，JVM重新解釋字節碼，這可能會很慢，因為相同的方法可能會多次重新執行。
  • >

• > jit（Just-In-time）編譯器（更快）>

  jit編譯器將字節編譯到本機機器代碼中，該代碼特定於程序正在運行的平台和機器。
  • >
  >它通過使用稱為熱點的技術來優化性能。
  • >
  >熱點經常使用代碼的部分（例如方法）。這些是由JIT編譯器識別的，而不是每次將其解釋，而是將它們編譯為本機機器代碼。
  • 編譯的機器代碼被緩存，因此，當需要再次使用相同的方法時，JVM可以使用緩存的機器代碼，從而更快地執行。
  >
  熱點
  >熱點技術可確保JVM僅編譯經常使用的方法，而不是整個類。這導致長期運行的應用程序的性能改善。
  >
  • JVM使用機器代碼來執行這些熱點，而不是每次都會解釋字節碼。
  4。 JVM內存區域

JVM在執行過程中為程序的不同部分分配內存。一些關鍵領域包括：

• >方法區域：>保留有關類，方法和靜態變量的信息。
• 堆區域：存儲在運行時創建的對象。 >
• 堆棧區域：存儲本地變量和方法調用。 >
程序計數器（PC）：
• 指向執行當前指令的寄存器。

5。執行流程摘要

寫代碼：
• java代碼是用.java文件編寫的。 >
compile：
• > javac編譯器將代碼編譯到字節碼（.class Files）中。
> load bytecode：
• 使用classloader的JVM將字節碼加載到內存中。 >
查找入口點：
• JVM尋找啟動執行的main（）方法。 > 通過解釋器或JIT執行
>
• 解釋器：
  • 按行執行字節字母行（較慢）。 >
  > jit編譯器：
  • 將熱點編譯到本機機器代碼中，以更快地執行（更快）。 >
  字節碼，JVM和JIT編譯器的組合確保Java既獨立且有效。執行流程使用解釋器為簡單起見，而JIT編譯器進行了性能優化，從而使Java程序可以在各個平台上有效運行。
回顧：

JVM在確保Java代碼的便攜式和高效方面起著關鍵作用。它首先加載字節碼，然後通過解釋器（較慢）或JIT編譯器（更快）執行它。

> 通過使用JIT和熱點，JVM優化了性能，同時保持在不同平台上運行相同字節的能力。

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