面试官：Java 从编译到执行，发生了什么？

面试官：今天从基础先问起吧，你是怎么理解 Java 是一门「跨平台」的语言，也就是「一次编译，到处运行的」？

候选者：很好理解啊，因为我们有 JVM。

候选者：Java 源代码会被编译为 class 文件，class 文件是运行在 JVM 之上的。

候选者：当我们日常开发安装 JDK 的时候，可以发现 JDK 是分「不同的操作系统」，JDK 里是包含 JVM 的，所以 Java 依赖着 JVM 实现了『跨平台』

候选者：JVM 是面向操作系统的，它负责把 Class 字节码解释成系统所能识别的指令并执行，同时也负责程序运行时内存的管理。

面试官：那要不你来聊聊从源码文件(.java)到代码执行的过程呗？

候选者：嗯，没问题的

候选者：简单总结的话，我认为就 4 个步骤：编译->加载->解释->执行

候选者：编译：将源码文件编译成 JVM 可以解释的 class 文件。

候选者：编译过程会对源代码程序做 「语法分析」「语义分析」「注解处理」等等处理，最后才生成字节码文件。

候选者：比如对泛型的擦除和我们经常用的 Lombok 就是在编译阶段干的。

候选者：加载：将编译后的 class 文件加载到 JVM 中。

候选者：在加载阶段又可以细化几个步骤：装载->连接->初始化

候选者：下面我对这些步骤又细说下哈。

候选者：【装载时机】为了节省内存的开销，并不会一次性把所有的类都装载至 JVM，而是等到「有需要」的时候才进行装载（比如 new 和反射等等）

候选者：【装载发生】class 文件是通过「类加载器」装载到 jvm 中的，为了防止内存中出现多份同样的字节码，使用了双亲委派机制（它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）

候选者：【装载规则】JDK 中的本地方法类一般由根加载器（Bootstrp loader）装载，JDK 中内部实现的扩展类一般由扩展加载器（ExtClassLoader ）实现装载，而程序中的类文件则由系统加载器（AppClassLoader ）实现装载。

候选者：装载这个阶段它做的事情可以总结为：查找并加载类的二进制数据，在 JVM「堆」中创建一个 java.lang.Class 类的对象，并将类相关的信息存储在 JVM「方法区」中

面试官：嗯...

候选者：通过「装载」这个步骤后，现在已经把 class 文件装载到 JVM 中了，并创建出对应的 Class 对象以及类信息存储至方法区了。

候选者：「连接」这个阶段它做的事情可以总结为：对 class 的信息进行验证、为「类变量」分配内存空间并对其赋默认值。

候选者：连接又可以细化为几个步骤：验证->准备->解析

候选者：1. 验证：验证类是否符合 Java 规范和 JVM 规范

候选者：2. 准备：为类的静态变量分配内存，初始化为系统的初始值

候选者：3. 解析：将符号引用转为直接引用的过程

面试官：嗯...

候选者：通过「连接」这个步骤后，现在已经对 class 信息做校验并分配了内存空间和默认值了。

候选者：接下来就是「初始化」阶段了，这个阶段可以总结为：为类的静态变量赋予正确的初始值。

候选者：过程大概就是收集 class 的静态变量、静态代码块、静态方法至()方法，随后从上往下开始执行。

候选者：如果「实例化对象」则会调用方法对实例变量进行初始化，并执行对应的构造方法内的代码。

候选者：扯了这么多，现在其实才完成至(编译->加载->解释->执行)中的加载阶段，下面就来说下【解释阶段】做了什么

候选者：初始化完成之后，当我们尝试执行一个类的方法时，会找到对应方法的字节码的信息，然后解释器会把字节码信息解释成系统能识别的指令码。

候选者：「解释」这个阶段它做的事情可以总结为：把字节码转换为操作系统识别的指令

候选者：在解释阶段会有两种方式把字节码信息解释成机器指令码，一个是字节码解释器、一个是即时编译器(JIT)。

候选者：JVM 会对「热点代码」做编译，非热点代码直接进行解释。当 JVM 发现某个方法或代码块的运行特别频繁的时候，就有可能把这部分代码认定为「热点代码」

候选者：使用「热点探测」来检测是否为热点代码。「热点探测」一般有两种方式，计数器和抽样。HotSpot 使用的是「计数器」的方式进行探测，为每个方法准备了两类计数器：方法调用计数器和回边计数器

候选者：这两个计数器都有一个确定的阈值，当计数器超过阈值溢出了，就会触发 JIT 编译。

候选者：即时编译器把热点方法的指令码保存起来，下次执行的时候就无需重复的进行解释，直接执行缓存的机器语言

面试官：嗯...

候选者：解释阶段结束后，最后就到了执行阶段。

候选者：「执行」这个阶段它做的事情可以总结为：操作系统把解释器解析出来的指令码，调用系统的硬件执行最终的程序指令。

候选者：上面就是我对从源码文件(.java)到代码执行的过程的理解了。

面试官：嗯...我还想问下你刚才提到的双亲委派模型...

候选者：下次一定！

本文总结：

• Java 跨平台因为有 JVM 屏蔽了底层操作系统

• Java 源码到执行的过程，从 JVM 的角度看可以总结为四个步骤：编译->加载->解释->执行「编译」经过 语法分析、语义分析、注解处理 最后才生成会 class 文件「加载」又可以细分步骤为：装载->连接->初始化。装载则把 class 文件装载至 JVM，连接则校验 class 信息、分配内存空间及赋默认值，初始化则为变量赋值为正确的初始值。连接里又可以细化为：验证、准备、解析「解释」则是把字节码转换成操作系统可识别的执行指令，在 JVM 中会有字节码解释器和即时编译器。在解释时会对代码进行分析，查看是否为「热点代码」，如果为「热点代码」则触发 JIT 编译，下次执行时就无需重复进行解释，提高解释速度「执行」调用系统的硬件执行最终的程序指令

来源：https://www.cnblogs.com/Java3y/p/15419076.html