一个Java的main方法在JVM中的执行流程
一个Java的main方法在JVM中的执行流程
一个Java的main方法在JVM中的执行流程可以分为四大阶段：加载 -> 链接 -> 初始化 -> 执行。
// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
String message = "Hello, JVM!";
System.out.println(message);
}
}第一阶段：加载 (Loading)
目标：找到并加载类的二进制数据。
1.
编译：你执行
javac HelloWorld.java。Java编译器将源代码编译成JVM能理解的字节码，存储在HelloWorld.class文件中。这个文件包含了一个类常量池（Constant Pool），里面有各种符号引用，比如Hello, JVM!这个字符串的字面量、System/out/println等类名、方法名和字段名。2.
启动JVM：你执行
java HelloWorld。操作系统会启动JVM进程。3.
寻找类：JVM通过类加载器（ClassLoader） 来加载
HelloWorld类。•
Bootstrap ClassLoader：首先，启动类加载器会去加载JAVA_HOME/lib下的核心类库，如
java.lang包（包括Object,String,System等）。•
Application ClassLoader：然后，应用程序类加载器开始工作，它在你的
CLASSPATH（默认是当前目录）下寻找HelloWorld.class文件。
4.
创建Class对象：JVM成功读取
HelloWorld.class的二进制字节流后，会将其转换为方法区（Metaspace） 中的运行时数据结构，并同时在 Java堆（Heap） 中创建一个java.lang.Class对象，作为方法区这些数据的访问入口。这个Class对象封装了类的所有元信息（如方法、字段等）。
第二阶段：链接 (Linking)
目标：将加载到方法区的二进制数据合并到JVM运行时状态中。 此阶段细分为三步：
1.
验证 (Verification)：JVM会严格检查
HelloWorld.class文件的格式、元数据、字节码等是否符合规范且不会危害JVM自身安全。这是一个非常重要的安全屏障。2.
准备 (Preparation)：JVM为类的静态变量（static variables） 在方法区分配内存并设置初始值（零值）。注意，这里是初始值，不是代码中赋的值。
•
例如，如果类里有
static int value = 123;，在准备阶段，value会被赋值为0。真正的赋值123要等到后面的初始化阶段。
3.
解析 (Resolution)：JVM将类常量池中的符号引用（Symbolic References） 替换为直接引用（Direct References）。
•
符号引用：就是一种约定好的形式来表示引用的目标，比如
java/lang/System.out。•
直接引用：就是一个直接指向目标的指针、偏移量或句柄。
•
例如，在这一步，
System.out这个符号引用会被解析为java.io.PrintStream对象在堆内存中的实际地址。
第三阶段：初始化 (Initialization)
目标：执行类的构造器 <clinit>()方法，为静态变量赋予程序设定的初始值。
1.
到了这一步，JVM才开始真正执行你写在Java代码中的静态语句和静态变量赋值。
2.
JVM会收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块（static {}），合并生成一个唯一的
<clinit>()方法。3.
JVM会确保
<clinit>()方法在多线程环境下被正确地加锁同步执行，所以类初始化是线程安全的。4.
在我们的
HelloWorld例子中，没有静态变量和静态代码块，所以<clinit>()方法是空的，但这一步依然会发生。
第四阶段：执行 (Execution & Runtime)
目标：创建线程，执行字节码。
1.
主线程：JVM会为
main方法创建一个主线程。该线程拥有自己的程序计数器（PC） 和 Java虚拟机栈（JVM Stack）。2.
栈帧：线程的每个方法调用都会在虚拟机栈中创建一个栈帧（Stack Frame），用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等信息。
main方法是程序入口，所以第一个被压入栈的栈帧就是main方法的栈帧。3.
执行引擎：JVM的执行引擎开始解释执行
main方法栈帧中的字节码。•
String message = "Hello, JVM!";•
执行引擎遇到字面量
"Hello, JVM!"时，会去字符串常量池（String Table，位于堆中） 中寻找。如果找不到，就在堆中创建一个String对象并将其引用驻留在常量池中，然后将该引用存入main栈帧的局部变量表message中。
•
System.out.println(message);•
执行引擎通过之前在解析阶段已经转换好的直接引用，快速地找到
System.out对应的PrintStream对象。•
然后调用该对象的
println方法，将局部变量message的引用（指向堆中的String对象）作为参数传入。
4.
本地方法调用：
println方法底层是一个本地方法（Native Method），调用的是操作系统本身的IO能力，将字符串输出到控制台。5.
方法返回：
main方法执行完毕，其栈帧从虚拟机栈中弹出。主线程结束。6.
JVM退出：所有非守护线程都结束后，JVM进程终止。