Java代碼編譯是由Java源碼編譯器來(lái)完成，流程圖如下所示：
Java字節(jié)碼的執(zhí)行是由JVM執(zhí)行引擎來(lái)完成，流程圖如下所示：
Java代碼編譯和執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程包含了以下三個(gè)重要的機(jī)制：
● Java源碼編譯機(jī)制
● 類加載機(jī)制
● 類執(zhí)行機(jī)制
Java源碼編譯機(jī)制
Java 源碼編譯由以下三個(gè)過(guò)程組成：
● 分析和輸入到符號(hào)表
● 注解處理
● 語(yǔ)義分析和生成class文件
流程圖如下所示：
最后生成的class文件由以下部分組成：
● 結(jié)構(gòu)信息。包括class文件格式版本號(hào)及各部分的數(shù)量與大小的信息。
● 元數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)于Java源碼中聲明與常量的信息。包含類/繼承的超類/實(shí)現(xiàn)的接口的聲明信息、域與方法聲明信息和常量池。
● 方法信息。對(duì)應(yīng)Java源碼中語(yǔ)句和表達(dá)式對(duì)應(yīng)的信息。包含字節(jié)碼、異常處理器表、求值棧與局部變量區(qū)大小、求值棧的類型記錄、調(diào)試符號(hào)信息。
類加載機(jī)制
JVM的類加載是通過(guò)ClassLoader及其子類來(lái)完成的，類的層次關(guān)系和加載順序可以由下圖來(lái)描述：
1）Bootstrap ClassLoader
負(fù)責(zé)加載$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++實(shí)現(xiàn)，不是ClassLoader子類
2）Extension ClassLoader
負(fù)責(zé)加載java平臺(tái)中擴(kuò)展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包
3）App ClassLoader
負(fù)責(zé)記載classpath中指定的jar包及目錄中class
4）Custom ClassLoader
屬于應(yīng)用程序根據(jù)自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會(huì)根據(jù)j2ee規(guī)范自行實(shí)現(xiàn)ClassLoader
加載過(guò)程中會(huì)先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個(gè)classloader已加載就視為已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來(lái)逐層嘗試加載此類。
類執(zhí)行機(jī)制
JVM是基于棧的體系結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行class字節(jié)碼的。線程創(chuàng)建后，都會(huì)產(chǎn)生程序計(jì)數(shù)器（PC）和棧（Stack），程序計(jì)數(shù)器存放下一條要執(zhí)行的指令在方法內(nèi)的偏移量，棧中存放一個(gè)個(gè)棧幀，每個(gè)棧幀對(duì)應(yīng)著每個(gè)方法的每次調(diào)用，而棧幀又是有局部變量區(qū)和操作數(shù)棧兩部分組成，局部變量區(qū)用于存放方法中的局部變量和參數(shù)，操作數(shù)棧中用于存放方法執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生的中間結(jié)果。棧的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
