java代码从编译到加载执行的过程

代码编译

在刚接触java时，我们都知道通过javac命令将java源码文件编译成.class字节码文件，这是由编译器来完成的。
包括泛型擦除属于编译时期的语法糖。

.class字节码文件是跨平台的，也就是不管什么平台的JVM，都可以加载执行。使用javap -c X.class 可以将字节码文件转为可读性较好的格式

类什么时候加载

JVM并不是把所有的字节码文件一下子全加载进内存，Java类的加载是动态的，它并不会一次性将所有类全部加载后再运行，而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中，至于其他类，则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。

虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(class文件加载到JVM中)：

创建类的实例(new 的方式)。访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值，调用类的静态方法
反射的方式
初始化某个类的子类，则其父类也会被初始化
Java虚拟机启动时被标明为启动类的类，直接使用java.exe命令来运行某个主类（包含main方法的那个类）
当使用JDK1.7的动态语言支持时(…)

如何将类加载进JVM

class文件是通过类的加载器装载到jvm中的！
Java默认有三种类加载器：

各个加载器的工作责任：

1）启动类加载器Bootstrap ClassLoader：负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class。由C++实现，不是ClassLoader子类
2）扩展类加载器Extension ClassLoader：负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/ext/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
3）应用类加载器App ClassLoader：负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

工作过程：

1、当AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。
2、当ExtClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。
3、如果BootStrapClassLoader加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用ExtClassLoader来尝试加载；
4、若ExtClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader来加载
5、如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException

其实这就是所谓的双亲委派模型。简单来说：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上。

好处：
防止内存中出现多份同样的字节码(安全性角度)，比如你不可能自定义一个String类让JVM加载。

特别说明：
类加载器在成功加载某个类之后，会把得到的 java.lang.Class类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候，类加载器会直接使用缓存的类的实例，而不会尝试再次加载。

自定义类加载器可以实现资源jar隔离，代码保护、热加载等，具体查看自定义类加载器的实际应用场景、类加载器详解

类加载的详细过程

加载器加载到jvm中，接下来其实又分了好几个步骤：

加载，查找并加载类的二进制数据，在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。
连接，连接又包含三块内容：验证、准备、初始化。
1）验证，文件格式、元数据、字节码、符号引用验证；
2）准备，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
3）解析，把类中的符号引用转换为直接引用
初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值。

在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。

JIT即时编译

但是不同于 C / C++ 语言直接被翻译成机器指令，java字节码文件，它是经过编译器预处理过的一种文件,它本身是二进制文件,但是不可以被系统直接执行,需要虚拟机解释执行，即逐条取出逐条执行。很显然经过解释执行，其执行速度必然会比可执行的二进制字节码程序慢很多。为了提高执行速度，引入了 JIT 技术。

JIT 技术就是把这些Java字节码重新编译优化，生成机器码，让CPU直接执行。这样编出来的代码效率会更高。在运行时 JIT 会把翻译过的机器码保存起来，以备下次使用。这种在运行时按需编译的方式就是Just In Time。

通常，我们不必把所有的Java方法都编译成机器码，只需要把调用最频繁，占据CPU时间最长的方法找出来将其编译成机器码。这种调用最频繁的Java方法就是我们常说的热点方法。热点代码如多次调用的方法、多次执行的循环体。
使用热点探测来检测是否为热点代码，热点探测有两种方式：采样、计数器。目前HotSpot使用的是计数器的方式，当计数器超过阈值溢出了，就会触发JIT编译。

JVM之JIT原理
IBM讲JIT