通俗易懂！我们写的Java代码到底是如何运行的？

Posted 2021-09-30 庆哥Java

大家好，欢迎大家来到庆哥Java，我是庆哥，听说自学Java的人都关注了我，你也赶快加入吧！欢迎~

今天，庆哥带大家来看一个问题，就是我们写的Java代码到底是如何运行的？一般涉及到这样的话题，有些人肯定会觉得，肯定又是底层，又是源码的，应该不好理解吧，所以这里先给大家做个声明，这次的分享，是带大家整体上对这个问题有一个认识，不会涉及到源码以及很深的底层问题.!

但是保证你看了直呼过瘾，而且你们也都能看懂，毕竟庆哥的文章一直都是那么的通俗易懂！

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开始啦，首先，咱们看这样一段代码：

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

简单吧，然后我们运行，此时我是在IDEA中将其运行：

有没有想过，为什么我们写上上面的代码，然后点击运行就能输出打印hello呢？我们接下来找到我们写的这段代码的源文件：

打开检查一下：

没问题，接下来我们将此段代码复制到我们桌面，并且把代码精简一下，也就是成了这样：

ok，注意我们现在已经把Hello放在了桌面上了，代码也做了简化，就是把注释和包名去掉了，只留下核心部分，到了这里，应该没什么问题吧，应该都是听得懂看的明白的吧，那好，现在问题来了，我要问你一个问题：

请问现在的Hello.java存在于哪里？

你肯定会说，简单啊，不是在桌面上吗？不，我想要的不是这个答案，给你几个选项吧：

1. CPU
2. 内存（也就是电脑中的内存条）
3. 硬盘（电脑中的磁盘，也就是你的C盘，D盘这些）

那好，现在你再来回答我，上述的Hello.java存在哪里？我想看到这里，应该每个人心里都有了自己的答案吧，我觉得这并不是什么难题，只要你看过我之前的文章，你都能回答的对，答案就是硬盘！

我们买电脑，大部分时候也都会注意到电脑的容量大小，这里指的就是我们的硬盘大小，比如我的就是就是1T：

那大家为什么要在意这个呢？说的简单点，容量大了，我可以装的东西就多了，比如可以装更多的软件啊，文件啊，比如图片啊，小电影啊，等等，反正电脑上的大部分东西，可下载的那些都需要容量来存储，也就是咱这磁盘是咱能接触到的最明显的存储设备，比如我的E盘，大家可以看到，已经爆红了，就是容量不多了，如果我现在想下载个100G的某系列影片，那肯定装不下了，没容量啦，空间不够用！

同样的，我们写的上述的那个Hello.java也是作为一个文件存在于我们的电脑上，而这些东西说白了，都是存储在我们的硬盘上，此时是存在桌面，而桌面是位于C盘下的，所以咱这文件其实就是存在C盘中的，但是无论存储在哪个盘，都是在我们电脑中的硬盘当中，比如我这里的硬盘其实就是一块1T的固态硬盘，是我后来分区成以上三个盘的，这些想必大家都懂，所以，我们写的Hello.java文件实质上是存储在我们的电脑硬盘当中！

ok，到了这里，我们搞清楚了，我们刚开始写的这些java源文件是存储在哪里，接下来我们继续！

以上这些操作都没什么问题吧？这一步操作是一个编译的过程，为什么要这样搞，我们紧接着看下面的操作：

上面有一个错误，目的是为了告诉大家，编程的学习要认真，不能马虎，很多自己搞出来的错误都不是啥大问题，很多都是自己粗心大意造成的，记得，要认真，好了，言归正传，我们上面又使用了java指令去执行Hello.class文件，最后打印输出“hello”，什么意思呢？

注意看了，也就是我们写的后缀是java的叫做java源文件，这个是我们程序员自己写的，也就是这些代码：

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

这些代码，我们看着没啥问题，懂点java的都知道怎么回事，但是，对于电脑来说，它就不认识了，所以中间得有个转换的过程，把我们认识的这些java代码转换成计算机可以认识的代码，所以有这么一张图，大家可以看看：

就是说，我们需要把java源文件编译生成字节码文件，也就是点class文件，这个字节码文件其实是java虚拟机识别的语言，但是我们知道，java是一种跨平台语言，所谓的跨平台主要就是由java虚拟机来实现，我们只要把字节码文件交给java虚拟机，接下来的就有虚拟机去与相应的底层操作系统打交道，去把相应的字节码文件转换成底层操作系统CPU可以执行的指令，所以，作为我们，暂时关注到字节码这个层面即可，也就是，你得有字节码，才能交给JVM去执行！

另外再给大家说两点小知识，就是：

1. javac -version 查看的是JDK的版本
2. java -version 查看的则是JVM的版本

为什么要说这个，那是因为当我们在命令行窗口执行该指令的时候：

这个时候是会启动一个jvm虚拟机的，其实也好理解，因为我们的字节码文件是需要交给jvm去执行的，现在我们这里的操作就是要执行Hello.class字节码文件的，在这里的输入我们可以直接省略掉后缀名class，直接输入“java Hello”即可！

到了这里我又必须问你一个新的问题了，你说这个Hello.class文件是存储在哪里的？

其实答案显而易见啊，必须还是我们的电脑硬盘中的，也就是此时我们写的java源文件Hello.java以及我们编译生成的字节码文件Hello.class都是存储在我们的电脑桌面，实质就是电脑硬盘当中！

到了这里我就必须在给你们来点干货知识了，你要记住以下这句话：

我们写的程序，要想运行，最终必须加载进内存中，才能被CPU调取执行，而且所有的程序在内存中都是以二进制的形式存在的！

咋样，对以上描述有疑惑吗？

那现在，我们是不是有了字节码文件，于是我们执行“java Hello”去执行该字节码文件，这里的过程需要再次强调下，也就是说，当我们在命令行窗口去执行java指令的时候，实际上就会启动一个jvm虚拟机，在电脑中是一个进程形式存在的，也就是一旦执行“java”指令，测试就启动了一个jvm进程，此前我们说过了，字节码是jvm能够识别的语言，此时这个jvm就是用来执行我们的这些字节码文件的！

这个时候jvm就会把字节码中的相关类加载进我们的内存中去，这就是类加载器在起作用，想必这个类加载器的概念，大家一定不陌生吧，也就是此时，原本在我们电脑硬盘中的字节码文件通过java指令启动的jvm，将其加载进内存中去了，你要知道，我们的java代码都是由一个个的类组成的，所以此时就由jvm将我们的字节码class文件加载进内存中了，这其中的具体转换细节暂不讨论！

这里可以稍微透露一下，其实jvm有自己的一套字节码执行引擎，jvm就会基于自己的字节码执行引擎，去执行加载进内存的那些类了，我们知道，我们的java代码必须有一个主入口，也就是一个“main()”方法，jvm就是从这个main方法开始执行代码，然后一步步的执行下去，需要哪个类，就会使用类加载器去加载对应的类，因为我们之前的所有java源文件已经被编译生成字节码文件了，需要啥类都直接从这个点class文件中加载即可。

当然，以上内容目前只需了解即可，你只要记住，是jvm把字节码文件从硬盘加载进内存中即可！

ok，以上就是我这次要给大家分享的全部内容了，到了这里，也许你会发现，其实整个文章并没有什么高深莫测的东西，可以说都是一些比较基础的东西，但是我相信，很多人是没有把这些基础的东西给串联起来的，也没有思考过，我们写的代码，刚开始是存储在哪，又是怎样被加载运行的，一步步的，抽丝剥茧，虽然简单，但是总归也会让你有所收获！

你说是吗？

好啦，这里是庆哥Java，一个只讲Java干货的硬核平台，我是你们的庆哥，我们下期再见！