[Java] JVM 在执行 main 方法前的行为

Posted 2020-07-26 TonyYPZhang

JVM 执行一个 Java 程序时，先从某个指定的 Java 类的 main 方法开始执行代码，同时，传一个字符串数组作为 main 方法的参数。例如在 Unix 系统上，执行下面的命令

java Test reboot Bob Dot Endzo

JVM 会调用 Test 的 main 方法，同时把四个字符串 "reboot", "Bob", "Dot" "Endzo" 作为参数传给 main 方法。

那么，在执行 main 方法前，JVM 需要做什么事情呢？本文将简单地回答这个问题。

 

JVM 启动调用 main 方法，一共经过四个阶段：加载( Load )、链接( Linkage )、初始化( Initialization )、调用( Invocation )

加载一个类 Test

　　在最开始，JVM 里面是没有 Test 类的，准确地说，是没有 Test 类的二进制表代码，需要先加载 Test 。JVM 使用类加载器( class loader ) 去搜索 Test 的二进制代码，然后加载。如果类加载器搜索不到，则抛出异常。

链接一个类 Test

　　在 JVM 里面包含了 Test 类的二进制代码后，需要通过链接动作，将 Test 的二进制形式连接到 JVM 的运行时状态，然后才可以执行 Test 二进制代码。链接包含三个动作：验证( Verify )，准备( Prepare )，解析(Resolve)，其中解析行为是可选的。

　　验证：检查加载完的 Test 类二进制代码格式是否正确，语义是否符合 Java 语言规范、JVM 规范。

　　准备：分配静态存储空间，以及任何 JVM 所需要的数据结构，例如方法列表( method table )

　　解析：检查 Test 类引用的类或接口，加载所引用的其他类或接口，并检查他们是否正确。

初始化一个类 Test

　　初始化包括静态变量的初始化，和静态代码块的初始化。初始化是按文本顺序进行。如果 Test 类可以被初始化，其直接父类需要先被初始化了，而如果直接父类可以被初始化，直接父类的直接父类需要先被初始化了，以此递推。Object 类没有父类，所以 Object 类初始化后，递推结束。

　　在初始化直接父类的时候，如果直接父类还没有被加载，则需要先加载、链接、初始化直接父类。所以，在初始化一个类阶段，有可能会抛出加载错误、链接错误、初始化错误。

调用 Test.main 

　　当前面的加载、链接、初始化都正常结束后，JVM 会调用 Test 的 main 方法。被调用的 main 必须被修饰为 public , static, void 。可接受的形式有两种：

　　public staitc void mian(String[] args)

　　public staitc void main(String... args)

　　

参考资料

12.1 Java Virtual Machine Startup, The Java Language Specification, Java SE 8 Edition