這是每個Java程序員都知道的程序。它很簡單，但是簡單的開始可以導致對更復雜概念的深入理解。在這篇文章中，我將探討從這個簡單的程序中學到什么。

公共 類 HelloWorld {

/ **

* @參數參數

* /

public static void main （String [ ] args ） {

// TODO自動生成的方法存根

System。出來。println （“ Hello World” ）；

} }

1.為什么一切都從一堂課開始？

Java程序是從類構建的，每個方法和字段都必須在一個類中。這是由于它具有面向對象的功能：一切都是一個對象，它是一個類的實例。相對于功能性編程語言，面向對象的編程語言具有很多優勢，例如更好的模塊化，可擴展性等。

2.為什么總是有“主要”方法？

“ main”方法是程序入口，它是靜態的。“靜態”表示該方法是其類的一部分，而不是對象的一部分。

這是為什么？我們為什么不將非靜態方法作為程序入口？

如果方法不是靜態的，則需要先創建一個對象才能使用該方法。因為必須在對象上調用該方法。為了進入目的，這是不現實的。沒有雞肉，我們就無法獲得雞蛋。因此，程序進入方法是靜態的。

參數“ String [] args”指示可以將字符串數組發送到程序以幫助程序初始化。

3. HelloWorld的字節碼

為了執行該程序，首先將Java文件編譯為存儲在.class文件中的Java字節碼。字節碼是什么樣的？字節碼本身不可讀。如果我們使用十六進制編輯器，則如下所示：

我們可以在上面的字節碼中看到很多操作碼（例如CA，4C等），每個操作碼都有一個對應的助記碼（例如，在下面的示例中為aload_0）。操作碼不可讀，但是我們可以使用javap來查看.class文件的助記符形式。

“ javap -c”打印出該類中每個方法的反匯編代碼。反匯編代碼表示組成Java字節碼的指令。

javap -classpath。-c HelloWorld

從“ HelloWorld.java”編譯而成的公共 類 HelloWorld 擴展了 Java。郎。對象{ public HelloWorld （）;

代碼：

0 ： aload_0

1 ： 調用特殊＃1 ; //方法java / lang / Object。“ <init>” :(）V

4 ： 返回

公共 靜態 無效主（ java中。郎。字符串[ ] ）;

代碼：

0 ： 靜態＃2 ; //字段java / lang / System.out：Ljava / io / PrintStream;

3 ： ldc＃3 ; // String Hello World

5 ： invokevirtual＃4 ； //方法java / io / PrintStream.println：（Ljava / lang / String;）V

8 ： return }

上面的代碼包含兩種方法：一種是默認的構造函數，由編譯器推斷出來；另一種是默認的構造函數。另一種是主要方法。

在每種方法之下，都有一系列指令，例如aload_0，invokespecial＃1等。可以在Java字節碼指令列表中查找每個指令的作用。例如，aload_0將局部變量0的引用加載到堆棧上，getstatic獲取類的靜態字段值。請注意，在getstatic指令指向運行時常量池之后，將顯示“＃2”。常量池是JVM運行時數據區域之一。這使我們看一下常量池，可以使用“ javap -verbose”命令來完成。

此外，每個指令都以數字開頭，例如0、1、4等。在.class文件中，每個方法都有一個對應的字節碼數組。這些數字對應于存儲每個操作碼及其參數的數組的索引。每個操作碼的長度為1個字節，指令可以具有0個或多個參數。這就是為什么這些數字不連續的原因。

現在，我們可以使用“ javap -verbose”進一步看一看該類。

javap -classpath。詳細的HelloWorld

從“ HelloWorld.java”編譯而成的公共 類 HelloWorld 擴展了 Java。郎。對象

SourceFile ： “ HelloWorld.java”

次要版本： 0

主要版本： 50

常量池：const＃1 = Method ＃6。＃15 ; // java / lang / Object。“ <init>” :(）V const＃2 = 字段 ＃16。＃17 ; // java / lang / System.out：Ljava / io / PrintStream;const＃3 = 字符串 ＃18 ; // Hello World const＃4 = Method ＃19。＃20 ; // java / io / PrintStream.println：（Ljava / lang / String;）V const＃5 = class ＃21 ; // HelloWorld const＃6 = class ＃22 ; // java / lang / Object const＃7 = Asciz < init >; const＃8 = Asciz （） V ; const＃9 = ASCII碼; const＃10 = Asciz LineNumberTable ; const＃11 = Asciz主函數；const＃12 = Asciz （[ Ljava / lang / String ; ） V ; const＃13 = Asciz SourceFile ; const＃14 = Asciz HelloWorld。java ; const＃15 = NameAndType＃7 ：＃8 ; //“ <init>” :(）V const＃16 = class ＃23 ; // java / lang / System const＃17 = NameAndType＃24 ：＃25 ; // out：Ljava / io / PrintStream; const＃18 = Asciz你好世界; const＃19 = 類別 ＃26 ; // java / io / PrintStreamconst＃20 = NameAndType＃27 ：＃28 ; // println：（Ljava / lang / String;）V const＃21 = Asciz HelloWorld ; const＃22 = Asciz java / lang / Object ; const＃23 = Asciz java / lang / System ; const＃24 = ASCII輸出; const＃25 = Asciz Ljava / io/ PrintStream ;; const＃26 = Asciz java / io / PrintStream ; const＃27 = Asciz println ; const＃28 = Asciz （ Ljava / lang / String ; ） V ;

{ 公共 HelloWorld （）;

代碼：

堆棧= 1，Locals = 1，Args_size = 1

0 ： aload_0

1 ： invokespecial＃1 ; //方法java / lang / Object。“ <init>” :(）V

4 ： 返回

LineNumberTable ：

第2行： 0

公共 靜態 無效主（ java中。郎。字符串[ ] ）;

代碼：

堆棧= 2，Locals = 1，Args_size = 1

0 ： getstatic＃2 ; //字段java / lang / System.out：Ljava / io / PrintStream;

3 ： ldc＃3 ; // String Hello World

5 ： invokevirtual＃4 ； //方法java / io / PrintStream.println：（Ljava / lang / String;）V

8 ： 返回

LineNumberTable ：

行9 ： 0

行10 ： 8 }

從JVM規范開始：運行時常量池的功能類似于常規編程語言的符號表，盡管它包含的數據范圍比典型的符號表還大。

“ invokespecial＃1”指令中的“＃1”指向常量池中的＃1常量。該常量為“方法＃6.＃15;”。從數字中，我們可以遞歸獲得最終常數。

LineNumberTable向調試器提供信息，以指示Java源代碼的哪一行對應于哪個字節代碼指令。例如，Java源代碼中的第9行對應于main方法中的字節代碼0，而行10對應于字節代碼8。

如果您想了解更多有關字節碼的信息，可以創建并編譯一個更復雜的類以進行查看。HelloWorld確實是這樣做的起點。

4.如何在JVM中執行？

現在的問題是，JVM如何加載類并調用main方法？

在執行main方法之前，JVM需要1）加載，2）鏈接和3）初始化類。1）加載將類/接口的二進制形式帶入JVM。2）鏈接將二進制類型的數據合并到JVM的運行時狀態中。鏈接包括3個步驟：驗證，準備和可選的解決方案。驗證可確保類/接口在結構上正確；準備工作涉及分配類/接口所需的內存；分辨率解析符號引用。最后3）初始化為類變量分配了適當的初始值。

此加載作業由Java類加載器完成。啟動JVM時，將使用三個類加載器：

1. Bootstrap類加載器：加載位于以下位置的核心Java庫： / jre / lib目錄。它是核心JVM的一部分，并用本機代碼編寫。

2. 擴展類加載器：將代碼加載到擴展目錄中（例如， / jar / lib / ext）。

3. 系統類加載器：加載在CLASSPATH上找到的代碼。

因此，HelloWorld類由系統類加載器加載。當main方法執行時，它將觸發其他依賴類的加載，鏈接和初始化（如果存在）。

最后，將main（）框架壓入JVM堆棧，并相應地設置程序計數器（PC）。PC然后指示將println（）幀推送到JVM堆棧。當main（）方法完成時，它將從堆棧中彈出并執行完畢。

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總結

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