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Java代碼編譯是由Java源碼編譯器來完成，流程圖如下所示：
Java字節碼的執行是由JVM執行引擎來完成，流程圖如下所示：
Java代碼編譯和執行的整個過程包含了以下三個重要的機制：
- Java源碼編譯機制
- 類加載機制
- 類執行機制
Java源碼編譯機制
Java 源碼編譯由以下三個過程組成：
- 分析和輸入到符號表
- 註解處理
- 語義分析和生成class文件
流程圖如下所示：
最後生成的class文件由以下部分組成：
- 結構信息。包括class文件格式版本號及各部分的數量與大小的信息
- 元數據。對應於Java源碼中聲明與常量的信息。包含類/繼承的超類/實現的接口的聲明信息、域與方法聲明信息和常量池
- 方法信息。對應Java源碼中語句和表達式對應的信息。包含字節碼、異常處理器表、求值棧與局部變量區大小、求值棧的類型記錄、調試符號信息
類加載機制
JVM的類加載是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關係和加載順序可以由下圖來描述：
1）Bootstrap ClassLoader
負責加載$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar裏所有的class，由C++實現，不是ClassLoader子類
2）Extension ClassLoader
負責加載java平臺中擴展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包
3）App ClassLoader
負責記載classpath中指定的jar包及目錄中class
4）Custom ClassLoader
屬於應用程序根據自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會根據j2ee規範自行實現ClassLoader
加載過程中會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classloader已加載就視爲已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。
類執行機制
JVM是基於棧的體系結構來執行class字節碼的。線程創建後，都會產生程序計數器（PC）和棧（Stack），程序計數器存放下一條要執行的指令在方法內的偏移量，棧中存放一個個棧幀，每個棧幀對應着每個方法的每次調用，而棧幀又是有局部變量區和操作數棧兩部分組成，局部變量區用於存放方法中的局部變量和參數，操作數棧中用於存放方法執行過程中產生的中間結果。棧的結構如下圖所示：
