2| Class文件是个啥？

Class文件是个啥？

为啥需要编译？
大家都知道Java是一门静态语言，java文件会通过编译生成class文件，运行时jvm直接加载运行class文件。jvm面向字节码而不是机器码，个人理解有以下几个好处：

1. java虚拟机在机器和java程序之间抽象出来一个统一的接口，使得编译出来的同一份字节码文件可以在不同的平台上运行；
2. 提前把源码的校验、编译等耗时操作放到编译过程，加快程序执行效率；
3. java可以认为是一种半解释性语言(jvm通过实时解释class文件生成机器码运行)，即拥有解释性语言可移植的特性，也兼顾了执行效率(对1,2点的总结)；
4. 编译期优化，编译过程可以加入对源码的优化，提高程序执行效率；
5. jvm是面向字节码的，因此当有新的java语法糖出现时，只需要在编译器层面进行适配生成对应的字节码即可；
6. 编译后的文件只保留关键信息，体积更小，方便传输；

1. 词法分析
   输入：java源代码
   输出：Token流
   过程：根据java定义的关键字把源代码片段切分为一句句的执行命令(Token，字符串为单位)，并为Token打上标记。词法分析器通常不会关心标记之间的关系（属于语法分析的范畴），举例来说：词法分析器能够将括号识别为标记，但并不保证括号是否匹配。
2. 语法分析
   输入：Token流
   输出：语法树
   过程：
   a. 检查Token是否存在语法错误，比如 if(a=b){…}，在语法分析阶段会报错。
   b. 生成语法树
   此阶段会对单个token进行语法分析，不能保证token的上下文语义信息是否正确。
3. 注解语义分析
   输入：语法树
   输出：注解语法树
   过程：
   a. 对语法树进行语义检查。比如定义了常量final int a=0;若后面对a进行赋值，则会报错；
   b. 使用不同的注解解析器对语法树进行修改，比如对java语法糖的支持，把foreache关键字转化为for循环基础操作
   c. 去除无用的代码
   d. 对代码进行重排优化等(c,d可以理解为b的具体操作)
4. 生成代码
   输入：注解语法树
   输出：.class字节码文件
   过程：根据注解语法树，和字节码文件的规则生成字节码文件。
   字节码文件是什么？
   编译后的字节码文件格式主要分为两部分：常量池和方法字节码。
   　　常量池记录的是代码出现过的字面量（文本字符串、八种基本类型的值、被声明为final的常量等）以及符号引用（类和方法的全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符）；
   方法字节码中放的是各个方法的字节码（依赖操作数栈和局部变量表，由JVM解释执行）
   文件结构：
   
   下面根据一个简单的例子分析一下：

public class HelloWorld {
   
    public void main(String args[]){
   
        System.out.println("hello world");
    }
}

先看一下反编译结果：

public class HelloWorld {
   
    public HelloWorld() {
   
    }

    public void main(String[] args) {
   
        System.out.println("hello world");
    }
}

再看一下字节码文件：

CA FE BA BE 00 00 00 34 00 22 0A 00 06 00 14 09 00 15 00 16 08 00 17 0A 00 18 00 19 07 00 1A 07
 00 1B 01 00 06 3C 69 6E 69 74 3E 01 00