13 Javac将源码编译为字节码的过程
1 编译器分类
Java的编译过程：将源代码转化成机器可执行的二进制代码。实际上，编译过程，是分阶段进行的，由此产生了不同的编译器。
编译器分类：
| 类别 | 工作内容 | 代表 |
|---|---|---|
| 前端编译器 | 把源代码转变成字节码 | JDK的Javac、Eclipse编译器（ECJ） |
| 即时编译器 | 运行时把字节码转变成本地机器码 | HotSpot虚拟机的C1、C2编译器 |
| 提前编译器 | 直接把源代码编译成与目标机器指令集相关的二进制代码 | JDK的Jaotc等 |
2 Javac编译器
2.1 Javac简介
- Javac是程序猿使用最多的一款编译器，但面向IDE编程使得我们很少直接使用javac，开发工具帮我们自动编译了
- 它由Java编写
IntelliJ IDEA ，支持几种编译器：Javac、Eclipse ECJ、Ajc 等，默认使用Javac
2.2 Javac与程序开发
编译器如何跟程序员打交道？
- 前端编译器对程序效率提升影响极少。虚拟机设计团队将性能优化放在即时编译器中，让那些不是由Javac产生的Class文件（如JRuby、Groovy等语言的Class文件）也能被编译器优化。
- 前端编译器对程序员开发效率提升影响极大：编译器的“语法糖”：泛型、自动拆箱、自动装箱、枚举类、Lambda表达式等特征，简化编码。
3 Javac工作过程
Javac工作过程就是源代码变为字节码的过程。
3.1 解析与填充符号表
3.1.1 词法分析
- 将源代码的字符流转变为标记集合（Token）。
- 单个字符是编码的最小元素，标记是编译时的最小元素。关键字、变量名、字面量、运算符都可以作为标记
- 因此：词法分析就是将源代码拆解关键字 。源代码->关键词集合
int a = 100 这句代码包含4个标记，分别是int、a、=、100，虽然关键字int由3个字符构成，但是它是一个独立的标记，不可拆分
3.1.2 语法分析
- 根据标记序列构造抽象语法树（AST）
- 每一个节点代表代码中的一个语法结构，例如包、类型、修饰符、运算符、接口、返回值等
- 源代码->关键词集合->语法树
注意：生成语法树以后，编译器后续的操作都是基于语法树，不再操作源码
AST View 插件生成抽象语法树：
上图看着复杂，换个图
ps：我没分析javac源代码，借用网图：java编译器源码解析-语法分析（1）
3.1.3 填充符号表
先理解符号概念，参考：java编译器源码解析-语义分析-填充符号表
一、 符号是什么？
- java声明一个类，类中有属性和方法，计算机识别为符号；
- 符号有名称，如：类名、方法名、属性名；
- 符号有类型，如：int a=0；a是一个变量，但编译器认为a是一个VarSymbol,它的类型是JCPrimitiveType
二、符号表什么时候生成？ 生成语法树之后
三、符号地址代表什么？ 内存地址，在目标代码生成阶段，会对符号名进行地址分配
四、符号内容有什么？ 地址、内容
五、填充前后有什么变化？ 在语法树的基础上进一步完善信息
填充符号表
- 生成一组符号地址和符号信息构成的数据结构（类比哈希表中键值对）
3.2 注解处理
插入式注解处理器，编译期间处理注解，读取，修改，删除语法树中的任意元素，编译器会根据修改与否，重新回到解析及符号表填充阶段进行处理。
Lombok：基于插入式注解处理器实现的插件，修改语法树元素
CheckStyle、FindBug、Klocwork：遍历和分析语法树，分析代码质量
3.3 语义分析
对语法树进行逻辑验证
3.3.1 标注检查
变量是否先声明后使用、变量类型与值对否匹配
常量折叠：“a=1+2”优化为“a=3”
3.3.2 数据及控制流分析
检验：局部变量先赋值后使用、方法的每条路径是否都有返回值
跟类加载时的校验过程类似
3.3.3 解语法糖
java虚拟机不支持泛型、装箱、拆箱、变长参数等语法
解语法糖：编译阶段还原到基础语法结构
3.4 生成字节码
将语法树、符号表转化成字节码指令，生成.class文件
将实例构造器
4 总结
Javac编译过程各节点及说明：
Javac编译过程中的主体代码及其功能：
