【深入java虚拟机（7）】：javac编译与jit编译-编程开发技术

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1、【深入Java虚拟机（7）】：Javac编译与JIT编译-编程开发技术【深入Java虚拟机（7）】：Javac编译与JIT编译原文出处：兰亭风雨编译过程不论是物理机还是虚拟机，人部分的程序代码从开始编译到最终转化成物理机的目标代码或虚拟机能执行的指令集之前，都会按照如下图所示的各个步骤进行:其中绿色的模块可以选择性实现。很容易看出，上图中间的那条分支是解释执行的过程（即一条字节码一条字节码地解释执行,JavaScript），而下面的那条分支就是传统编译原理中从源代码到目标机器代码的生成过程。如今，基于物理机、虚拟机等的语言，人多都遵循这种基于现代经典编译原理的思路，

2、在执行前先对程序源码进行词法解析和语法解析处理，把源码转化为抽象语法树。对于一门具体语言的实现来说，词法和语法分析乃至后而的优化器和口标代码生成器都可以选择独立于执行引擎，形成一个完整意义的编译器去实现，这类代表是C/C++语言。也可以把抽象语法树或指令流Z前的步骤实现一个半独立的编译器，这类代表是Java语言。又或者可以把这些步骤和执行引擎全部集中在一起实现，如大多数的JavaScript执彳亍器。Javac编译在Jqvq中提到“编译”,□然很容易想到Javac编译器将*.java文件编译成为*・class文件的过程，这里的Jewac编译器称为前端编译器，其他的前

3、端编译器还有诸如Eclipse?JDT中的增量式编译器ECJ等。相对应的还有后端编译器，它在程序运行期间将字节码转变成机器码（现在的Java程序在运行吋基木都是解释执行加编译执行）,如HotSpot虚拟机自带的JIT（Just?Tn?Time?Compi1er）编译器（分Client端和Server端）。另外，有时候还有可能会碰到静态提而编译器（A0T,Ahead?0f?Time?Compi1er）直接把*・java文件编译成本地机器代码,如GCJ、Excelsior?JET等，这类编译器我们应该比较少遇到。下面简要说下Javac编译（前端编译）的过程。词法、语法分

4、析??词法分析是将源代码的字符流转变为标记（Token）集合。单个字符是程序编写过程中的的最小元素，而标记则是编译过程的最小元素，关键字、变量名、字面量、运算符等都可以成为标记，比如整型标志int由三个字符构成，但是它只是一个标记，不可拆分。语法分析是根据Token序列来构造抽象语法树的过程。抽象语法树是-•种用来描述程序代码语法结构的树形表示方式，语法树的每一个节点都代表着程序代码屮的一个语法结构，如bao、类型、修饰符、运算符等。经过这个步骤后，编译器就基木不会再对源码文件进行操作了，后续的操作都建立在抽象语法树之上。填充符号表完成了语法分析和词法分析Z后，下一

5、步就是填充符号表的过程。符号表是由一组符号地址和符号信息构成的表格。符号表中所登记的信息在编译的不同阶段都要用到，在语义分析（后面的步骤）屮，符号表所登记的内容将用于语义检查和产生中间代码，在目标代码生成阶段，党对符号名进行地址分配时，符号表是地址分配的依据。语义分析语法树能表示一个结构正确的源程序的抽象，但无法保证源程序是符合逻辑的。而语义分析的主要任务是读结构上正确的源程序进行上下文冇关性质的审查。语义分析过程分为标注检杳和数据及控制流分析两个步骤：•标注检查步骤检查的内容包括诸如变量使用前是否已被声明、变量和赋值Z间的数据类型是否匹配等。•数据及控制流分析是对

6、程序上下文逻辑更进一步的验证，它叮以检查岀诸如程序局部变量在使用询是否有赋值、方法的每条路径是否都有返回值、是否所有的受査界常都被正确处理了等问题。字节码牛成字节码生成是Javac编译过程的最后一个阶段。字节码生成阶段不仅仅是把前面各个步骤所生成的信息转化成字节码写到磁盘中，编译器还进行了少量的代码添加和转换工作。？实例构造器（）方法和类构造器（）方法就是在这个阶段添加到语法树Z小的（这里的实例构造器并不是指默认的构造函数，而是指我们自C重载的构造函数，如果用户代码屮没有提供任何构造函数，那编译器会口动添加一个没有参数、访问权限与当前类一

7、致的默认构造函数，这个工作在填充符号表阶段就已经完成了）。JIT编译Java程序最初是仅仅通过解释器解释执行的，即对字节码逐条解释执行，这种方式的执行速度相对会比较慢，尤其当某个方法或代码块运行的特别频繁时，这种方式的执行效率就显得很低。于是后来在虚拟机屮引入了JIT编译器（即吋编译器），当虚拟机发现某个方法或代码块运行特别频繁时，就会把这些代码认定为“IIot?Spot?Codc”（热点代码）,为了提高热点代码的执行效率，在运行时,虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并进行各层次的优化，完成这项任务的正是JIT编译器。现在主流的商用虚拟机（如Su