Java程序到CPU上执行的步骤

本文主要是介绍Java程序到CPU上执行的步骤，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

相信很多的小伙伴在最初学习编程的时候会容易产生一个疑惑❓，那就是编写的Java代码究竟是怎么一步一步到CPU上去执行的呢？CPU又是如何执行的呢？今天跟随小编的脚步去化解开这个疑惑❓。

在学习这个过程之前，我们需要先讲解一些与本内容相关的知识点

指令

指令是指导CPU运行的命令，主要由操作码+被操作数组成。

其中操作码用来表示要做什么动作，被操作数是本条指令要操作的数据，可能是内存地址，也可能是寄存器编号等。

指令本身也是一个数字，用二进制形式保存在内存的某个区域中。

PC是程序计数器，它的主要作用是存储下一条将要执行指令的地址。在CPU执行过程中，PC始终存储下一条指令的地址，确保指令能够按顺序执行。

机器码

机器码其实是汇编语言，汇编语言就是计算机硬件能读懂的语言，不同的操作系统对应的汇编语言也是不一样的（如最后一个总结图）。

简单了解完上面这两个概念后，我们将开启正在的探索……🚩

过程大体可以分为以下几个步骤 ①编写代码->②编译源代码->③加载字节码->④链接类->⑤初始化类->⑥转换字节码为机器码->⑦CPU执行指令，解析来我们来说明每个步骤一些具体的内容

🍉：用户使用编译器完成Java代码的编写。

🍉：使用Javac对源代码进行编译，形成字节码文件（Java的跨平台离不开字节码文件的生成）。

🍉：将编译好的字节码文件加载到JVM中（若JVM事先没有启动需要先启动JVM）。

🍉：链接类需要做的有三个，第一个是验证阶段，验证阶段是为了确保字节码的准确性；第二个是准备阶段，准备阶段是为类的静态变量分配内存并设置其默认初始值；第三个阶段是解析阶段，解析阶段是为了将符号引用转化为直接引用。

🍉：在链接之后，JVM会对类进行初始化，执行静态初始化块和初始化静态变量。

🍉：JVM完成上述操作后，此时需要将字节码转换为机器码，机器码顾名思义也就是计算机可以识别出来的语言，机器码也是CPU执行的指令。

🍉：指令执行前会需要将刚刚所转化的机器码加载到内存上来，PC(程序计数器)会在计算机程序开始执行时，操作系统或者BIOS会将程序的入口点地址(即第一条指令的地址)加载到PC中。这意味着PC在开始执行程序之前就已经被设置了第一条指令的地址。然后PC会将地址传递给CPU，CPU会根据相应的地址去内存中加载对应地址的指令，随后这条指令会被存储在指令寄存器中，然后CPU会开始进行对这条指令的解析，然后去执行这条指令。当指令执行完毕的时候，PC会进入更新状态，程序计数器＋1（程序计数器+1，其中这个1指的是字节数，如果是单字节，那么1变为整数1，如果是多字节则可能是其他值，），以指向下一条指令的地址（注意这里是地址，不是指令本身）。