Java 的运行机制

前置知识

在介绍 Java 的运行机制前，我们先来简单了解一下计算机组成原理。

计算机由软件和硬件设备组成，其中硬件分为外部设备和主机。

• 外部设备包含鼠标、键盘、音响等
• 主机则包含CPU（中央处理器）、主板、内存、硬盘、显卡、声卡等

这里我们详细说一下内存和硬盘：

• 内存存储空间小，硬盘存储空间大
• 内存的数据存取速度快，硬盘的数据存取速度慢
• 内存属于临时性存储，如果计算机断电，内存中的信息就会丢失。硬盘属于永久性存储，不受断电影响

正文

在了解完这些基本知识后，我们通过编写一段 Java 程序来描述 Java 的运行机制，内容如下：

• 在硬盘上创建一个源文件 Test.java
• 编写 Java 程序

// Test.java
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    int x = 10;
    int[] array = new int[3]{1, 2, 3};
  }
}

• 在终端运行 javac Test.java 命令进行代码编译

  • 此时 JVM 会开辟一块内存空间，用于将源文件 Test.java 编译成字节码文件 Test.class

• 在终端运行 java Test 命令执行 Java 程序

  • 在运行前有一个默认执行过程，JVM 调用类加载器（class loader）将硬盘中的字节码文件 Test.class 中的信息加载到内存中
  • 运行java Test 命令，实际上就是运行内存中的类信息
  • Java 程序中所有的运行都在栈内存中，并且从主方法开始运行

• 主方法中声明了一块变量空间 int x，并且从常量池中复制常量10并存到变量空间int x中

• 接着声明另一块变量空间 int[] array，并且创建数组对象，数组对象长度为3，成员分别为1，2，3，然后将数组对象第一个成员的地址存储到变量空间int[] array中