JAVAC 编译原理

含义

• javac是一种编译器，将一种语言规范转化为另一种语言规范。javac将java源代码转化为JVM能够是被的一种语言。然后JVM将JVM的语言进行转化为机器能够识别的语言。

基本机构

• 
• 如图所示，java源代码转化为java字节码，有四个过程：
  
  • 词法分析
  • 语法分析
  • 语义分析
  • 代码生成
• 词法分析是将源代码进行转化为Token流。
• 语法分析是将Token流转化为语法树。
• 语义分析是把一些难懂的，复杂的语法转化为简单的语法。

词法分析

• 词法分析是在java的tools.jar的JavaParser类中进行的。
• java自身有自己的规范，JavaParser通过java语言的规范进行解析对应的Token流。
  
  • 例如，package com.hjh.cn.Myclass; 这个语句，词法分析会解析到package对应的方法中，通过找 “.”这个token进行遍历，最后以“;”结束 。这样就可以解析到package这个语句了。

语法分析

• 语法分析是将token流转化为更加具体的语法树。

语义分析

• 将语法分析解析成的语法树，在进行一些处理。
  
  • 添加默认的构造方法(编译时候)
  • 处理annotation
  • 检查语义的合法性进行逻辑判断（com.sun.tools.comp.Attr）
    
    • 变量类型是否匹配（com.sun.tools.comp.Check）
    • 变量在使用前是否进行的初始化（com.sun.tools.comp.Resovle）
    • 推导泛型的类型
    • 字符串常量的合并 （com.sun.tools.comp.ConstFeild）
      
      • 字符串常量的合并 比如说 String s = “hjh” + “lovelc”; 语义分析会给你优化成 String s = “hjhlovelc”;
  • 数据流的分析（com.sun.tools.comp.Flow）
    
    • 变量在使用是否被正确的赋值
    • final 不能重新赋值
    • 确定返回类型
    • 异常错误的判断
    • 所有的语句都要被执行到
  • 进一步进行语义的分析（com.sun.tools.comp.Flow）
    
    • 去掉无用的代码，只有永假的代码块（稍后分析）
    • 变量的自动转换(拆装和加装)（稍后分析）
    • 去除语法糖（稍后分析）
    • 枚举类（其实并没有Enum 这个类，还是变成class继承了Enum这个类，变量变成final）
    • 内部类 重新生成了一个class文件，然后持有外部类的句柄

去掉无用代码

• 去掉一些永真的代码
• 例子：

public static void main(String[] args) {
        if (true) {
            System.out.print(1);
        } else {
            System.out.print(2);
        }
    }

通过语义转化为：

public static void main(String[] args) {
        {
            System.out.print(1);
        } 
    }

会去掉没有走的if分支，但是代码块还是进行保留。

拆装和加装

• 像int，Integer 这些内容都是需要加装拆装的，比如说 int 变成 Integer，是Integer.valueOf(),
• 例子

public static void main(String[] args) {
        Integer i  = 10;
        int a = i;
    }

转化为：

public static void main(String[] args) {
        Integer i  = Integer.valueOf(10);
        int a = i.intValue();
    }

去除语法糖

数组的转化

    public static void main(String[] args) {
        int [] arry = {1,2,3};
        for (int i : arry) {
            System.out.println(i);
        }

        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        for (Integer integer : list) {
            System.out.println(integer);
        }
    }

转化为

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr$ = arry;
        int len$ = arr$.length;
        for(int i$ =0; i$ < len$;i$++){
            int i = arr$[i$];
            {
                System.out.println(i);
            }
        }

        List list = new ArrayList();
        list.add(Integer.valueOf(1));
        list.add(Integer.valueOf(2));

        for(Iterator iterator =list.iterator();iterator.hasNext();){
           Integer i = (Integer) iterator.next();
            {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }

数组是重新生成了三个变量；
而List集合则是使用了迭代器的模式；
这个里面还有就是泛型的擦除 比如List<Integer> 变成了List

代码生成器

• 经过语义分析之后，语法树已经很完善了，javac在使用com.sun.tools.javac.jvm.Gen 进行遍历，生成最终的java字节码。