Java代码执行机制

一、java源码编译机制

一个java文件编译为.class文件的流程图。

Parse an Enter阶段:

Parse:将代码字符串转换为token序列(com.sun.tools.javac.parser.Scanner),再将token转换为语法抽象树(com.sun.tools.javac.parser.Parser)

Enter:将符号输入到符号表.内容包括确定超类型和接口，添加类默认构造器

Annotation阶段:

主要处理用户自定义的注解

Analyse and Generate阶段:

Analyse:将语法抽象树进行一系列分析，包括:检查变量使用前是否声明，检查类型匹配,有返回值的方法必须有返回值等等

Generate:生成.class文件(com.sun.tools.javac.jvm.Gen)

生成的class文件包括:

结构信息:class文件格式版本号及各部分数量,大小

元数据：类，父类，接口信息，方法声明，常量池

方法信息:对应java源码中语句、表达式部分

 二、类加载机制

1.Load(装载):

找到二进制字节码并加载到JVM中

2.Link(链接):

VerifyàPrepareàResolve

校验阶段:

校验二进制字节码格式，初始化装载类中的静态变量及解析类中调用的接口、类

如果格式不符合，会抛出VerifyError异常;校验过程中碰到要引用其他的接口和类，也要进行加载;如果加载失败，抛出NoClassDefFoundError一样

Prepare准备阶段

完成校验后，JVM初始化类中的静态变量，并赋予默认值

最后，对类中的所有属性、方法进行验证，保证对应的属性、方法存在，否则抛出NoSuchMethodError、NoSuchFiledError

3.Intialize(初始化):

要想初始化，必须通过校验及准备阶段

初始化就是执行类的static初始化代码、构造器代码、static属性的初始化。初始化被触发的几种情况:

|-调用new

|-反射调用类中的方法

|-之类调用了初始化

|-JVM启动过程中指定的初始化类

ClassLoader方面的常见异常

ClassNotFoundException:

很常见的异常,加载的类不在Classpath中就会抛出此异常。对于自定义的类加载器(继承ClassLoader)，需要查看这个ClassLoader加载类的过程来分析类的加载路径

NoClassDefFoundError:

public class A{

public B b = new B();

}

类A引用类B，若B不存在或ClassLoader没法加载B，则抛出此异常

3.LinkageError

重复加载类造成的异常，自定义ClassLoader情况下容易出现,因为此类已经在ClassLoader加载过了

4.ClassCastException

类型转换异常，较容易查找，比较难的是两个类A对象被不同的ClassLoader加载所引发的异常