本講將介紹Java代碼是如何一步步運行起來的，其中涉及的編譯器，類加載器，位元組碼校驗器，解釋器和JIT編譯器在整個程序中是發揮著怎樣的作用，此外還會介紹Java程式所占用的記憶體是被如何管理的：堆、堆疊和方法區都各自負責存盤哪些內容，最后用一小塊代碼示例來幫助理解Java程式運行時記憶體的變化，
Java程式執行程序
- 步驟 1： 寫源代碼，源代碼將以.java的檔案格式保存在電腦硬碟中，
- 步驟 2： 編譯器（compiler）檢查是否存在編譯期錯誤（例如缺少分號，關鍵字拼寫錯誤等），若通過檢測，編譯器就會將源代碼翻譯成位元組碼（bytecode），以.class的檔案格式保存在電腦硬碟中，
- 步驟 3： 若要運行此Java程式，JVM中會有一個叫類加載器（class loader）的內置程式把位元組碼從硬碟載入到正位于記憶體中的JVM里去，
- 步驟 4： JVM中還有一個叫位元組碼校驗器（bytecode verifier）的內置程式檢測是否存在運行期錯誤（例如堆疊溢位），若通過檢測，位元組碼校驗器就會將位元組碼傳遞給解釋器（interpreter），
- 步驟 5： 解釋器會對位元組碼進行逐行翻譯，將其翻譯成當前所在系統可以理解的機器碼（machine code），
- 步驟 6：將機器碼交給作業系統，作業系統會以main方法作為入口開始執行程式，至此，一個Java程式就這樣運行起來了，
細心的讀者可能注意到了，在流程圖中還涉及到一個叫JIT的東西在步驟中沒有被解釋，那么JIT編譯器（Just-In-Time Compiler）是如果參與行程式的執行程序中呢？讓我們來看以下兩個例子，
- 情況 1： 解釋器對代碼進行逐行解釋，正如我們在步驟中所介紹的，
- 情況 2： 這是JIT編譯器參與進Java執行程序的情況，JIT編譯器會掃描所有代碼并對其進行優化，例如此時它發現最后一行代碼是重復多余的，就會將其移除，只傳遞前4行代碼給解釋器，這樣解釋器就能運行地更快速高效，畢竟少了一行多余的代碼需要翻譯，
當然，這只是JIT編譯器的優化手段之一，不同公司設計的JIT編譯器對Java程式的運行會有不同的優化方式，此外需要知道的是，JIT編譯器并不是每次都會參與到執行程序中來，
記憶體機制
在步驟3中我們談到位元組碼會被類加載器載入到記憶體，那么載入之后JVM是如何對其進行記憶體管理的呢？
通常，在載入記憶體后，一個Java程式所占用的記憶體會被大致分為3塊區域：堆（heap），堆疊（stack）和方法區（method area），
堆：存放new出來的東西，
堆疊：存放區域變數，
方法區：型別資訊，欄位資訊，常量池（constant pool），靜態變數，方法資訊等，
public final class Student extends Object implements Serializable { // 1.類資訊
// 2.物件欄位資訊
private String name;
private int score;
// 3.常量池
public final int id = 0;
public final String gender = "male";
// 4.靜態變數
public static int a = 0;
// 5.方法資訊
public int getid() {
return id;
}
}
PC暫存器：存放將要執行的指令的地址，（因為機器的腦子不靈活，所以需要一塊專門的區域幫他記住執行到哪一步，不然它會忘記）
本地方法堆疊：與JVM堆疊所發揮的作用是非常相似的，其區別不過是JVM堆疊為Java方法服務，而本地方法堆疊則是為使用到的Native方法服務，有的虛擬機（例如Sun HotSpot虛擬機）甚至直接就把本地方法堆疊和虛擬機堆疊合二為一，
每個執行緒擁有各自獨立的（虛擬機）堆疊、PC暫存器和本地方法堆疊，而堆和方法區則是所有執行緒共享的，
最后讓我們通過一個小例子來理解Java程式執行時記憶體的變化，
public class Person {
int id;
int age;
Person(int id1, int age1) {
id = id1;
age = age1;
}
public static void main(String[] args) {
Person Tom = new Person(1, 25);
}
}
首先，在stack中申請了一塊記憶體，這塊記憶體區域名字叫Tom，此時區域里存盤的內容為null，
接著，呼叫Person的構造方法，方法的引數屬于區域變數，因此在stack中有兩塊區域分別存放id1和age1，
通過構造方法，可以new出來一個Person的物件，這個物件連帶著其成員變數會被存放在heap中，成員變數id和age的值由存放在stack中的區域變數id1和age1賦予，
最后，將這個物件的參考值（類似于地址）傳遞給Tom，通過參考值我們就可以找到這個物件，
（注意：位于stack中的id1和age1會隨著構造方法呼叫的結束而消失，這里為了更好地表現全程序，因此保留在圖中，）
關于堆疊和堆的其他小知識
- 堆疊和堆的大小都是固定為一個默認值的，它們作為jvm的引數設定好了，不同的jvm設定的引數不同，相應的堆疊和堆的大小也就不同，
- 堆疊是運行時的單位：里面存盤的資訊都是跟當前執行緒相關的，包括區域變數、程式運行狀態、方法回傳值等；而堆是存盤的單位：它只負責存盤物件，
- 當一個方法呼叫結束后，方法里的區域變數會隨之消失，不會在stack中繼續占用空間，
- 堆疊與堆的分離使得不同執行緒可以訪問同一個物件，這是一種有效的資料互動方式（共享記憶體）；此外也節省了空間，因為堆中的共享常量和快取可以被所有堆疊訪問，
參考
- https://simplesnippets.tech/execution-process-of-java-program-in-detail-working-of-just-it-time-compiler-jit-in-detail/
- https://blog.csdn.net/yfqnihao/article/details/8289363
- https://www.zhihu.com/question/29833675
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