JVM之---Java源码编译机制

Sun JDK中采用javac将Java源码编译为class文件，这个过程包含三个步骤：

 

 

1.分析和输入到符号表（Parse and Enter）

   Parse过程所做的工作有词法和语法分析。词法分析要完成将代码字符串转变为Token序列。语法分析则是根据语法将Token序列生成抽象语法树。

   Enter过程将符号输入到符号表，通常包括确定类的超类型和接口、根据需要添加默认构造器、将类中出现的符号输入类自身的符号表中等。

2.注解处理（Annotation Processing）

   该步骤主要用于处理用户自定义的annotation，可能带来的好处是基于annotation来生成附加的代码或进行一些特殊的检查，从而节省一些共同的代码的编写。此功能基于JSR269，在Sun JDK6 中提供了支持，在注解处理完之后，再次进入上一步骤。

3.语义分析和生成class文件（Analyse and Generate）

   该步骤基于抽象语法树进行一系列的语义分析，包括将语法树中的名字、表达式等元素与变量、方法、类型等联系在一起；检查变量使用前是否已声明；推导泛型方法的类型参数；检查类型匹配性；进行常量折叠；检查所有语句都可到达；检查所有checked exception 都被捕获或抛出；检查变量的确定性赋值（例如有返回值的方法必须确定有返回值）；检查变量的确定性不重复赋值（例如声明为final的变量等）；解除语法糖（消除if（false）{…}形式的无用代码；将泛型Java转为普通Java;将含有语法糖的语法树改为含有简单语言结构的语法树，例如foreach循环、自动装箱/拆箱等）。

    在完成了语义分析后，开始生成class文件，生成的步骤为：首先将实例成员初始化器收集到构造器中，将静态成员初始化收集为<clinit>();接着将抽象语法树生成字节码，采用的方法为后序遍历语法树，并进行最后的少量代码转换（例如String相加转变为StringBuilder操作）；最后从符号表生成class文件。

4.class文件内容

   class文件中并不仅仅存放了字节码，还存放了很多辅助JVM来执行class的附加信息，一个class文件包含了以下信息：

    1）结构信息

     包括class文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息

    2）元数据

     简单来说，可以认为元数据对应的就是Java源码中“声明”与“常量”的信息，主要有：类、继承的超类、实现的接口声明信息、域与方法声明信息和常量池。

    3）方法信息

      方法信息对应的就是Java源码中的“语句”与“表达式”对应的信息，主要有：字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试用符号信息。