Как java.exe выполняет исходный код Java?

вр; доктор

В современной Java для удобства начинающих студентов Java-приложение компилирует, а затем запускает файл .java.

Думайте об этом как о том, что Java-приложение обнаруживает файл исходного кода, затем передает работу по компиляции Javac-приложению, кэширует скомпилированный класс в памяти и, наконец, продолжает запускать вновь скомпилированный класс.

Подробности

JDK поставляется в комплекте с несколькими десятками инструментов. Несколько из них имеют решающее значение:

• javac — Компилирует .java файл текста исходного кода в .class файл байт-кода.
• java — Выполните этот .class файл, запустив JVM.

Этапы процесса:

1. Вы пишете исходный код Java в файле .java, включая метод main внутри определения class.
2. Вы отправляете этот файл в компилятор, например в приложение Javac, входящее в состав каждого JDK.
3. Компилятор выводит файл .class.
4. Вы выполняете (запускаете) метод main, запуская Java-приложение, входящее в состав каждого JDK.

Вы можете пропустить некоторые шаги.

• Скомпилируйте и запустите один файл:
  Начиная с Java 11, вы можете указать Java-приложению файл .java. Java-приложение сначала автоматически скомпилируется, как если бы от вашего имени вызывался javac. Затем Java-приложение запустит вновь скомпилированный класс.
  • Файл .class не записывается в хранилище. Скомпилированный класс кэшируется в памяти.
  • См. JEP 330: Запуск программ с однофайловым исходным кодом для получения всех подробностей.
  • Вы заметили именно такое поведение: однако java HelloWorld.java был выполнен правильно без создания HelloWorld.class.
• Упрощенно main
  В качестве функции предварительной версии Java 21 вы можете:
  • Напишите свой файл java без объявления класса. Просто напишите только метод main, ничего вокруг него.
  • Удалите public static из объявления метода main.
  • Подробности см. JEP 445: Безымянные классы и основные методы экземпляров (предварительная версия).

Мотивация

Команда Java прилагает согласованные усилия, чтобы облегчить путь начинающим Java-программистам и сгладить первоначальные препятствия. Они пытаются замаскировать некоторые сложные церемонии и сделать инструменты более дружелюбными и удобными.

Базовые структуры и функции Java по-прежнему сохраняются. Это не «отупление» Java. Эти усилия — всего лишь попытки создать разумные условия для новичков.

Привет, мир

Объединив эти функции, начать работу с приложением Hello World очень просто: достаточно записать следующую команду в файл HelloWorld.java:

void main() {
    System.out.println("Hello, World!");
}

… а затем в командной строке вызовем:

java HelloWorld.java

Результат на консоли:

Привет, мир!

Это огромное сокращение трудозатрат и путаницы для новичка, изучающего Java.

jshell

Кстати... Еще один способ упростить использование Java — это jshell , REPL для Java.

Как новички, так и профессионалы находят jshell удобным для запуска коротких фрагментов Java с немедленной обратной связью.

БлюДжей

Еще один полезный инструмент для начинающих — BlueJ , IDE, предназначенная для студентов.

Как упоминалось в JEP-330, для вашего примера.

java HelloWorld.java

неформально эквивалентно

javac -d <memory> HelloWorld.java
java -cp <memory> hello.World

Начиная с Java 9, у нас есть jshell инструменты REPL для языка Java (REPL как в Python), интерактивный интерпретатор исходного кода Java.

Начиная с Java 11, вы можете либо выполнять байт-код JVM, либо интерпретировать исходный код Java (режим исходного файла) с помощью команды java (см. https://openjdk.org/jeps/330). Выдержка из этого документа:

Начиная с JDK 10, средство запуска Java работает в трех режимах: запуск файла класса, запуск основного класса файла JAR или запуск основной класс модуля. Здесь мы добавляем новый, четвертый режим: запуск класс, объявленный в исходном файле.

Как работает переводчик? Это (почти) не представляет интереса, но весьма вероятно, что некоторые этапы компиляции выполняются «под капотом».