在日常开发工作中，我们常使用开发工具如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse 来调试程序，或者通过打包工具将项目打包成 JAR 包或 WAR 包，并放入 Tomcat 等 Web 容器中运行。然而，Java 程序在内部是如何执行的呢？无论是在开发工具中运行还是在 Tomcat 中运行，Java 程序的执行流程基本相同。以下是 Java 程序的详细执行流程：
首先，Java 源代码被编译成字节码。具体来说，这个过程包括将 .java 文件编译成 .class 文件。编译过程涉及多个步骤：Java 源代码首先经过词法分析器（Lexical Analyzer），将源代码分解成一系列标记（tokens）。接着，语法分析器（Syntax Analyzer）根据这些标记构建抽象语法树（AST）。然后，语义分析器（Semantic Analyzer）检查语法树的语义正确性，确保没有类型错误和其他语义错误。最后，字符码生成器（Code Generator）将语法树转换为字节码（Bytecode），生成 .class 文件。如果任何一个步骤失败，编译过程就会终止并报错。
生成的 .class 文件需要被放置到 Java 虚拟机（JVM）中，通常指的是 Oracle 官方提供的 Hotspot JVM。JVM 使用类加载器（Class Loader）来装载这些 .class 文件。类加载器负责将字节码载入内存，并将其转换为 JVM 可以理解的数据结构。类加载器包括多个层次，如引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用类加载器（Application ClassLoader），它们按照特定的顺序进行类的加载。
在类加载完成之后，JVM 会对字节码进行验证。字节码验证是为了确保字节码是合法且安全的，以防止恶意代码的执行。通过验证后，JVM 解释器（Interpreter）会将字节码逐行解释为机器码，并交由操作系统执行。然而，不是所有的字节码都通过解释执行。为了优化性能，Hotspot JVM 提供了 JIT（Just In Time）编译器，也称为动态编译器。JIT 编译器在运行时将频繁执行的热点代码编译为机器码，从而提高执行效率。经过 JIT 编译的代码将直接以机器码的形式执行，而不是通过解释执行。
总结而言，Java 程序的执行过程是一个从编译到加载再到执行的复杂过程。首先，Java 源代码被编译成字节码，然后通过 JVM 的类加载器载入内存，接着经过字节码验证，最后由 JVM 解释器或 JIT 编译器执行。这个过程确保了 Java 程序的跨平台特性和高效执行。
