Как точно компиляция Java происходит?

Хорошо, я знаю это: мы пишем исходный код Java, компилятор, который не зависит от платформы, переводит его в байт-код,

Фактически сам компилятор работает как собственный исполняемый файл (следовательно, javac.exe). И правда, он преобразует исходный файл в байт-код. Байт-код не зависит от платформы, потому что он нацелен на виртуальную машину Java.

тогда jvm, который зависит от платформы, переводит его в машинный код.

Не всегда. Что касается JVM Sun, существует две jvms: клиентская и серверная. Они оба могут, но не обязательно должны компилироваться в собственный код.

Итак, с самого начала мы пишем исходный код java. Компилятор javac.exe - это.EXE файл. Что именно это за файл .exe? Разве компилятор java не написан на java, тогда почему же существует файл .exe, который его выполняет?

Этот exe файл представляет собой обернутый байт-код java. Это для удобства - чтобы не было сложных пакетных скриптов. Он запускает JVM и выполняет компилятор.

Если код компилятора написан на java, то почему код компилятора выполняется на этапе компиляции, поскольку это задача jvm по выполнению кода java.

Именно это и делает код упаковки.

Как язык сам может составить свой собственный языковой код? Мне все это кажется проблемой с курицей и яйцом.

Правда, сбивает с толку на первый взгляд. Впрочем, это не только идиома Java. Компилятор Ады также написан на самой Аде. Это может выглядеть как «проблема с курицей и яйцом», но на самом деле это всего лишь проблема начальной загрузки.

Что именно содержится в файле .class? Это абстрактное синтаксическое дерево в текстовой форме, это табличная информация, что это?

Это не абстрактное синтаксическое дерево. AST используется только токенизатором и компилятором во время компиляции для представления кода в памяти. .class файл похож на сборку, но для JVM. JVM, в свою очередь, представляет собой абстрактную машину, которая может запускать специализированный машинный язык, ориентированный только на виртуальную машину. В самом простом случае файл .class имеет структуру, очень похожую на обычную сборку. Вначале объявляются все статические переменные, затем идет несколько таблиц сигнатур внешних функций и, наконец, машинный код.

Если Вам действительно интересно, Вы можете покопаться в файле классов с помощью утилиты "javap".Вот пример (запутанный) вывода при вызове javap -c Main :

0:   new #2; //class SomeObject
3:   dup
4:   invokespecial   #3; //Method SomeObject."<init>":()V
7:   astore_1
8:   aload_1
9:   invokevirtual   #4; //Method SomeObject.doSomething:()V
12:  return

Итак, вы уже должны иметь представление, что это такое на самом деле.

Кто-нибудь может мне ясно и подробно рассказать о том, как мой исходный код Java преобразуется в машинный код.

Я думаю, что сейчас это должно быть более ясным, но вот краткое резюме:

• Вы вызываете javac , указывая на файл исходного кода. Внутренний ридер (или токенизатор) javac читает ваш файл и строит из него настоящий AST. Все синтаксические ошибки происходят именно на этом этапе.

• javac еще не завершил свою работу. Когда он имеет AST, можно начинать настоящую компиляцию. Он использует шаблон посетителя для обхода AST и разрешает внешние зависимости, чтобы добавить смысл (семантику) к коду. Готовый продукт сохраняется в виде файла .class , содержащего байт-код.

• Теперь пора запустить эту штуку. Вы вызываете java с именем файла .class. Теперь JVM запускается снова, но для интерпретации вашего кода. JVM может или не может компилировать Ваш абстрактный байт-код в собственную сборку. Компилятор Sun HotSpot в сочетании с компиляцией Just In Time может сделать это, если это необходимо. Выполняемый код постоянно профилируется JVM и перекомпилируется в собственный код при соблюдении определенных правил. Чаще всего первым компилируется код hot .

Редактировать: Без javac компилятор пришлось бы вызывать, используя что-то вроде этого:

%JDK_HOME%/bin/java.exe -cp:myclasspath com.sun.tools.javac.Main fileToCompile

Как вы можете видеть, он вызывает частный API Sun, поэтому он привязан к реализации Sun JDK.Это сделало бы системы сборки зависимыми от него. Если один переключился на любой другой JDK (вики перечисляет 5, кроме Sun)тогда приведенный выше код следует обновить, чтобы отразить это изменение (поскольку маловероятно, что компилятор будет находиться в пакете com.sun.tools.javac). Другие компиляторы могут быть написаны в машинном коде.

Стандартный способ - отправить оболочку javac с JDK.