揭开Java一次编译，处处运行的神秘面纱

一、Java简介

Java是由Sun Microsystems公司于1995年推出的高级编程语言，几乎可以应用到所有型号和规模的设备上。

Java领域的技术有Java SE、Java EE以及Java ME。其中Java SE是基础。学习其他技术必须要有Java SE的基础。

• Java SE：主要用于桌面程序、控制台开发
• Java ME：嵌入式开发、手机、小家电
• Java EE：企业级开发，网络开发和基于B/S模式的编程

在当今的软件开发行业中，Java已经成为了绝对的主流，其中最重要的原因就是Java的跨平台性。使用Java语言编写出来的程序几乎不需要任何修改就能够同时在Windows、MacOS、UNIX等平台运行。

二、Java的跨平台原理

Java程序一共要经历三个步骤：编码、编译、运行

1、第一步是编码，这步是基础，没什么好说的。java源程序的后缀名为.java

2、第一次编译，源程序编写完成后，需要一个“翻译官”来将java源程序“翻译”成与平台无关的字节码文件（bytecode）。而这个翻译官就是Java编译器（java compiler），简称javac。正是这一特性使一次编译处处运行成为可能。

获取class字节码文件常用的三种方法

Class clazz = Class.forName("包.类名称")　　//在源文件阶段获取class字节码文件
Class clazz = 类名.Class　　//在编译阶段获取class字节码文件
Class clazz = 类对象.getClass()　//在运行阶段通过生成的对象的来获取class字节码文件 
    //这三种方法获取的类对象是同一个。

第二次"编译"（运行），将字节码文件解释成二进制的机器语言，这一步是由Java虚拟机—JVM（Java Virtual Machine）来完成的。JVM虚拟机是平台相关的。

JVM是如何完成这一步骤的呢？（以下来源于网络）

1、运行时，ByteCode由JVM逐条送给解释器，解释器将翻译成机器码运行。

2、运行时，部分ByteCode可能由实时编译器（Just In Time Compiler，JIT）编译为目标机器码再执行(以method为翻译单位，还会保存起来，第二次执行就不用再翻译为机器码了)，因为考虑到有些JVM是采用纯JIT编译方式实现的，其内部没有解释器，例如：JRockit、Maxine VM。

3、RTSJ，继javac之后执行AOT二次编译，生成静态的目标平台码。

有的时候，可能是以上三种方式同时在使用，至少，1和2是同时使用的，3则需要程序员手工指定。

三、这里提出一个问题，Java语言时编译型还是解释型的呢？

大家都知道，计算机不能直接理解高级语言，只能理解和运行机器语言。必须要把高级语言翻译成机器语言，计算机才能运行高级语言所编写的程序。
翻译的方式有两种，一个是编译，一个是解释。

用编译型语言写的程序执行之前，需要一个专门的编译过程，通过编译系统把高级语言翻译成机器语言，把源高级程序编译成为机器语言文件，以后直接运行而不需要再编译了，所以一般编译型语言的程序执行效率高。

解释型语言在运行的时候才解释成机器语言，每个语句都是执行时才翻译。每执行一次就要翻译一次，效率较低。

二者之间最大的区别就在于是否存下目标机器码：编译会把输入的源程序以某种单位(例如基本块/函数/方法/trace等)翻译生成目标机器码，并存下来(无论是在磁盘上或是内存中)后续执行可以复用；解释则是把源程序中的指令逐条解释执行，边解释边执行，不存下目标代码，后续执行没有可以复用的信息。

Java 是一种兼具编译和解释特性的语言，.java 文件会被编译成与平台无关的 .class 文件，但是 .class 字节码文件无法被计算机直接使用，仍然需要 JVM 将其翻译成机器语言。
所以严格意义上来说，Java 是一种解释型语言（但其具有编译特性）。

下面引用一段见解

很多资料说，C/C++等是编译型语言，而Java、C#、Python、JavaScript都是解释型语言，是通过解释器来实现的，其实这么说很容易引起误解：语言一般只会定义其抽象语义，而不会强制性要求采用某种实现方式，例如说C一般被认为是编译型语言，但C的解释器也是存在的，例如Ch……所以一般被称为“解释型语言”的是主流实现方式为解释器的语言，但并不是说它就无法编译。

这里我按自己的理解解读以下，JVM在将字节码转换成机器码的过程中可能出现编译，也可能出现解释模式。但主流或者大多数情况下是解释型，所以严格意义来说Java是一门解释型的语言。