java虚拟机是如何运行代码的

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一、Java程序的运行机制是怎么样的？

Java程序的工作机制可以分为以下几个阶段：

编写Java源代码。首先，程序员需要使用Java编程语言编写源代码。Java源代码是一个扩展名为.java的文本文件，其中包含Java程序的逻辑和功能。

编译Java源代码：Java源代码需要使用Java编译器进行编译，生成字节码文件。字节码文件是具有.class扩展名的二进制文件，其中包含Java程序的指令、变量和方法。

字节码文件的解释和执行。Java虚拟机(JVM)负责解释和执行字节码文件。JVM是一个虚拟计算机，模拟真实计算机的硬件和操作系统，可以运行字节码文件。

类加载：当Java程序运行时，JVM根据需要动态加载所需的类。Java类库和用户定义的类都将被加载到内存中。

Java程序的执行：JVM会根据程序的逻辑和功能来执行Java程序。程序员可以在程序中使用Java类库和用户定义的类提供的方法和变量。

垃圾收集：JVM还负责垃圾收集。它会自动释放不再使用的内存空间，以防止程序中出现内存泄漏等问题。

编译生成字节码文件->解释并执行字节码文件->加载必要的类->执行Java程序。>垃圾收集。

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二、简述Java程序从编写到运行的基本步骤，并说明Java的基本工作原理Java编译原理：
Java虚拟机（JVM）是​​一个假想的可以运行Java代码的计算机。只要按照JVM规范将解释器移植到特定的计算机上，任何编译好的Java代码都可以保证在该系统上运行。
1.编译、下载、解释和执行Java源文件
Java应用程序的开发周期包括编译、下载、解释和执行。Java编译器将Java源程序翻译成JVM可执行代码？这个编译过程与C/C++编译有些不同。当C编译器编译代码生成对象时，生成的代码可以在特定的硬件平台上运行。因此，编译器在编译过程中，通过查表的方式将所有对符号的引用转换到特定的内存偏移量，以保证程序运行。Java编译器不会将对变量和方法的引用编译为数值引用，也不会确定程序执行期间的内存布局。相反，它保留由解释器在运行时创建的符号引用信息。然后查表找到某个方法的地址。这有效地保证了Java的可移植性和安全性。
运行JVM字节码的工作是由解释器完成的。解释和执行过程分为三个部分：代码加载、代码验证、代码执行。加载代码的工作是由“类加载器”（classloader）来完成的。类加载器负责加载程序运行所需的所有代码，包括程序代码中的类继承的类以及它们调用的类。当类加载器加载一个类时，该类被放置在它自己的命名空间中。除了通过符号引用自己命名空间之外的类之外，类没有其他方式影响其他类。这台计算机上的所有类都在同一个地址空间中，所有从外部导入的类都有自己独立的命名空间。这使得本地类可以通过共享相同的命名空间来实现更高的运行效率，同时保证它们不会干扰从外部导入的类。一旦加载了运行程序所需的所有类，解释器就可以确定整个可执行程序的内存布局。解释器为符号引用和特定地址空间建立对应关系和查找表。通过在这一阶段确定代码的内存布局，Java有效解决了因超类变化而导致子类崩溃的问题，同时也防止了代码非法访问地址。
然后通过字节码验证来检查加载的代码。验证器可以检测各种错误，例如操作数堆栈溢出和非法数据类型转换。验证通过后，代码开始运行。
<1.即时编译方式：解释器首先将字节码编译成机器码，然后执行机器码。
<2、解释执行方式：解释器通过每次解释执行一小段代码来完成Java字节码程序的所有操作。
通常采用第二种方法。由于JVM规范描述足够灵活，字节码到机器码的翻译非常高效。对于那些需要高执行速度的应用程序，解释器可以将Java字节码即时编译为机器代码，从而保证Java代码的可移植性和高性能。