Java程序的编译和执行

作为一种独立于平台的编程语言，Java并不是一步到位的编译。相反，它涉及两个步骤的执行，首先是通过一个独立于操作系统的编译器；其次是在一个虚拟机（JVM）中，该虚拟机是为每个操作系统定制的。

这两个主要阶段解释如下。

原则1：编译

首先，源”.java “文件通过编译器，然后将源代码编码为独立于机器的编码，称为字节码。源文件中包含的每个类的内容都存储在一个单独的’.class’文件中。在将源代码转换为字节码时，编译器遵循以下步骤。

第1步：解析 ：读取一组*.java源文件，并将产生的标记序列映射为AST（抽象语法树）节点。

第2步：输入 ：将定义的符号输入到符号表中。

第3步：处理注解： 如果要求，处理在指定编译单元中发现的注解。

第4步：属性 ：对语法树进行属性处理。这个步骤包括名称解析、类型检查和常量折叠。

第5步：流 ：对上一步的树进行数据流分析。这包括对赋值和可达性的检查。

第6步：解糖 ：重写AST并翻译掉一些句法糖。

第7步：生成 ：生成”.Class “文件。

https://www.youtube.com/watch?v=0f-Sx81bIWQ

原则2：执行

编译器生成的类文件是独立于机器或操作系统的，这使得它们可以在任何系统上运行。为了运行，主类文件（包含方法main的类）被传递给JVM，然后在最终的机器代码被执行之前经历三个主要阶段。这些阶段是：
这些状态确实包括。

类加载器
字节码验证器
及时编译器

让我们来讨论这三个阶段。

阶段1： 类加载器

主类通过调用JVM，绕过其’.class’文件被加载到内存中。程序中引用的所有其他类都是通过类加载器加载的。
类加载器，本身就是一个对象，它创建了一个由字符串名称引用的类体的平面命名空间。方法的定义在示例下面提供，如下。

示例

// loadClass function prototype

Class r = loadClass(String className, boolean resolveIt);

// className: name of the class to be loaded
// resolveIt: flag to decide whether any referenced class should be loaded or not.

有两种类型的类加载器

原始的
非原始的

原始类加载器被嵌入到所有的JVM中，是默认的类加载器。非primordial类加载器是一个用户定义的类加载器，可以通过编码来定制类加载过程。如果定义了非primordial类加载器，那么它比默认的类加载器更适合加载类。

第二阶段： 字节码验证器

当类的字节码被类加载器加载后，必须由字节码校验器进行检查，其工作是检查指令是否执行了破坏性的操作。以下是所进行的一些检查。

变量在使用前已被初始化。
方法调用与对象引用的类型相匹配。
访问私有数据和方法的规则没有被违反。
本地变量的访问属于运行时堆栈的范围。
运行时堆栈没有溢出。
如果上述任何检查失败，验证器将不允许加载该类。

第三阶段： 即时编译器

这是java程序遇到的最后一个阶段，它的工作是将加载的字节码转换成机器码。当使用JIT编译器时，硬件可以执行本地代码，而不是让JVM重复解释相同的字节码序列，并承担相对冗长的翻译过程的惩罚。这可以导致执行速度的性能提升，除非方法的执行频率降低。

Java程序的编译和执行

这个过程可以通过下面的图来很好地说明，如下图所示，我们由此得出结论。

结论： 由于上述的两步执行过程，一个java程序是独立于目标操作系统的。然而，由于同样的原因，执行时间要比用依赖平台的编译程序编写的类似程序要多。

执行。

考虑到简单的打印程序被写在机器的本地目录的某个地方。

// Java Program to Illustrate Compilation and Execution
// Stages
 
// Main class
class GFG {
 
    // Main driver method
    public static void main(String[] args)
    {
 
        // Print command
        System.out.print("Welcome to Geeks");
    }
}

输出