Java編譯（一） Java三種編譯方式：
前端編譯 JIT編譯 AOT編譯
Java程序代碼需要編譯後才能在虛擬機中運行，編譯涉及到非常多的知識層面：編譯原理、語言規範、虛擬機規範、本地機器碼優化等；瞭解編譯過程有利於瞭解整個Java運行機制，不僅可以使得我們編寫出更優秀的代碼，而且還可以使得在JVM調優時更得心應手。
下面我們先來看下Java體系中的三種編譯方式：前端編譯、即時編譯（JIT編譯）、靜態提前編譯（AOT編譯），先來了解它們各有什麼優點和缺點，再來看看主流的前端編譯+JIT編譯方式的運作過程。
1、前端編譯
把Java源碼文件（.java）編譯成Class文件(.class)的過程；
也即把滿足Java語言規範的程序轉化爲滿足JVM規範所要求格式的功能；
優點：
這階段的優化是指程序編碼方面的；
許多Java語法新特性（"語法糖"：泛型、內部類等等），是靠前端編譯器實現的,而不是依賴虛擬機；
編譯成的Class文件可以直接給JVM解釋器解釋執行，省去編譯時間，加快啓動速度；
缺點：
對代碼運行效率幾乎沒有任何優化措施；
解釋執行效率較低，所以需要結合下面的JIT編譯；
前端編譯器：Oracle javac、Eclipse JDT中的增量式編譯器（ECJ）等;
2、後端編譯/即時(JIT)編譯
通過Java虛擬機（JVM）內置的即時編譯器（Just In Time Compiler，JIT編譯器）；在運行時把Class文件字節碼編譯成本地機器碼的過程；
優點：
通過在運行時收集監控信息，把"熱點代碼"（Hot Spot Code）編譯成與本地平臺相關的機器碼，並進行各種層次的優化；
可以大大提高執行效率；
缺點：
收集監控信息影響程序運行；
編譯過程佔用程序運行時間（如使得啓動速度變慢）；
編譯機器碼佔用內存；
JIT編譯器：HotSpot虛擬機的C1、C2編譯器等；
另外，JIT編譯速度及編譯結果的優劣，是衡量一個JVM性能的很重要指標；
所以對程序運行性能優化集中到這個階段；
也就是說可以對這個階段進行JVM調優；
3、靜態提前編譯（Ahead Of Time，AOT編譯）
程序運行前，直接把Java源碼文件（.java）編譯成本地機器碼的過程；
優點：
編譯不佔用運行時間，可以做一些較耗時的優化，並可加快程序啓動；
把編譯的本地機器碼保存磁盤，不佔用內存，並可多次使用；
缺點：
因爲Java語言的動態性（如反射）帶來了額外的複雜性，影響了靜態編譯代碼的質量；
一般靜態編譯不如JIT編譯的質量，這種方式用得比較少；
靜態提前編譯器（AOT編譯器）：JAOTC、GCJ、Excelsior JET、ART (Android Runtime)等；
關於ART (Android Runtime)模式：ART雖然主要通過AOT編譯支持Java的運行，但仍然帶有解釋器。
更多ART請參考：《ART沒有了Java虛擬機，能支持的了JNI嗎？比如Java和C++互調用，還有ART不用解釋器了那有沒有可能放棄Java呢?》
更多AOT請參考：《Java中有類似於NGen的工具（AOT編譯器）嗎？》
4、前端編譯+JIT編譯
到這裏，我們知道目前Java體系中主要還是採用前端編譯+JIT編譯的方式，如JDK中的HotSpot虛擬機。
前端編譯+JIT編譯方式的運作過程大體如下：
1、首先通過前端編譯把符合Java語言規範的程序代碼轉化爲滿足JVM規範所要求Class格式；
2、然後程序啓動時Class格式文件發揮作用，解釋執行，省去編譯時間，加快啓動速度；
3、針對Class解釋執行效率低的問題，在運行中收集性能監控信息，得知"熱點代碼"；
4、JIT逐漸發揮作用，把越來越多的熱點代碼"編譯優化成本地代碼，提高執行效率；
後面我們將分別去了解：前端編譯--把Java源碼文件編譯成Class文件的過程、Class文件的結構、以及JIT編譯--在運行時把Class文件字節碼編譯成本地機器碼的過程……
【參考資料】
1、《The Java Virtual Machine Specification》Java SE 8 Edition：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html
2、《深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐》第二版
3、實時Java，第2部分: 比較編譯技術--本地 Java 代碼的靜態編譯和動態編譯中的問題：www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-rtj2/
4、很多文章都提到JVM對class文件的編譯，那麼編譯後的文件是在內存裏還是在哪？怎麼查看？：https://www.zhihu.com/question/52487484/answer/130785455
5、Java中有類似於NGen的工具（AOT編譯器）嗎？：https://www.zhihu.com/question/29852046/answer/45917208