java代码如何能运行起来_Java代码如何运行
Java作为高级语言,高度抽象,无法直接运行在机器上,这样就必须设计一个面向Java语言特征的虚拟机,并通过编译器将Java程序转化成虚拟机所能识别的指令序列,也成Java字节码。
Java 虚拟机将运行时内存区域划分为五个部分,分别为方法区、堆、PC 寄存器、Java 方法栈和本地方法栈。Java 程序编译而成的 class 文件,需要先加载至方法区中,才能在 Java 虚拟机中运行。最左列是偏移;中间列是给虚拟机读的机器码;最右列是给人读的代码
0x00: b2 00 02 getstatic java.lang.System.out
0x03: 12 03 ldc "Hello, World!"
0x05: b6 00 04 invokevirtual java.io.PrintStream.println
0x08: b1 return
Java虚拟机如何运行Java字节码(HotSpot 虚拟机为例):
首先将代码编译成class文件加载到Java虚拟机中。加载后的 Java 类会被存放于方法区(Method Area)中。实际运行时,虚拟机会执行方法区内的代码。
在运行时,当调用进入到方法时,虚拟机会在当前线程的Java方法栈中生成一个栈帧,用以存放局部变量以及字节码的操作数(以解释器使用的解释栈帧为例,这种栈帧有两个主要的组成部分,分别是局部变量区,以及字节码的操作数栈。这里的局部变量是广义的,除了普遍意义下的局部变量之外,它还包含实例方法的“this 指针”以及方法所接收的参数)。当方法执行完之后(不管是正常退出还是异常退出),虚拟机均会弹出当前线程的当前栈帧,丢弃。
如果想让机器识别代码,还需要将字节码转化成机器码。
①解释执行:逐条将字节码翻译成机器码。无需等待,运行哪编译哪。
②即时编译:将一个方法中的所有字节码编译成机器码。提前编译完成,需要等待,实际运行速度快。
Hotspot采用了混合模式。先解释执行,将解释执行多的热点代码以方法为单位即时编译。
HotSpot 内置了多个即时编译器:C1、C2 和 Graal(Java10引入)。
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