浅谈JVM编译原理->.java文件转变为.class文件的过程

为什么需要编译？

我们平常写代码，有规范的命名方式，都能够看得懂，但是我们写的代码计算机是看不懂的，所以需要编译，也就是一个转换的过程，如下：

1.这个是咱们平时写的代码，就比较好理解，对人友好

2.编译后就变成了这样的字节码文件，对JVM友好

那么这个转换的过程是什么样子呢？

我们可以回想一下，我们在写代码的时候，我们使用的开发工具idea或者eclipse编写代码的时候，是不是会遇到一些提示，比如说写了一个if，但是后面的括号内不是一个bool值，就会出现一个红色的提示波浪线，出现这种情况，那么编译是肯定不可能通过的，所以我们可以肯定，编译的过程一定有一个这样的基本语法的规则；

一个完整的规则可以用下面这张图来表示（引用，文章结尾给出url）

1）词法分析：读取源代码，一个字节一个字节的读进来，找出这些词法中我们定义的语言关键词如：if、else、while等，识别哪些if是合法的哪些是不合法的。这个步骤就是词法分析过程。

词法分析的结果：就是从源代码中找出了一些规范化的token流，就像人类语言中，给你一句话你要分辨出哪些是一个词语，哪些是标点符号，哪些是动词，哪些是名词。

2）语法分析：就是对词法分析中得到的token流进行语法分析，这一步就是检查这些关键词组合在一起是不是符合Java语言规范。如if的后面是不是紧跟着一个布尔型判断表达式。

语法分析的结果：就是形成一个符合Java语言规定的抽象语法树，抽象语法树是一个结构化的语法表达形式，它的作用是把语言的主要词法用一个结构化的形式组织在一起。这棵语法树可以被后面按照新的规则再重新组织。

3）语义分析：语法分析完成之后也就不存在语法问题了，语义分析的主要工作就是把一些难懂的，复杂的语法转化成更简单的语法。就如难懂的文言文转化为大家都懂的百话文，或者是注释一下一些不懂的成语。

语义分析结果：就是将复杂的语法转化为简单的语法，对应到Java就是将foreach转化为for循环，还有一些注释等。最后生成一棵抽象的语法树，这棵语法树也就更接近目标语言的语法规则。

4）字节码生成：将会根据经过注释的抽象语法树生成字节码，也就是将一个数据结构转化为另外一个数据结构。就像将所有的中文词语翻译成英文单词后按照英文语法组装文英文语句。

总结如下：

词法分析就是将关键词组织成token流即检查源码中的的关键词是否真确并组织成token流，而语法分析就是检查源码是否符合java语法规范并将词组成语句。语义分析就是简化复杂的添加缺少的，检查变量类型是否合法。代码生成器就是(javac编译器调用com.sun.tools.javac.jvm.Gen)遍历这棵树生成符合JVM规范的代码。

这些最后生成的二进制文件就是CPU执行的指令。

原文学习来自https://blog.csdn.net/fuzhongmin05/article/details/54880257