这是每个Java程序员都知道的程序。这很简单，但是一个简单的开始可以深入复杂的概念。这篇文章中，我将探讨从这个简单的程序中可以学到什么。
HelloWorld.java
public class HelloWorld {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Hello World");
}
}
1. 为什么都从一个类开始
Java程序都是从类开始，任何方法和字段都必须在一个类中。这是由于面向对象的特性：一切都是一个类的实例。面向对象编程比函数式编程有很多优点，比如更好的模块化，可扩展性。
2.为什么那总有一个main方法?
main 方法是程序的入口，它是静态的。“static”表示该方法是其类的一部分，而不是对象的一部分。
这是为什么？为什么不把非静态方法作为程序入口？
如果方法不是静态的，那么就需要先创建个对象来使用这个方法，因为必须在对象上调用这个方法。为了入口目的，这不现实的。我们不能得到没有鸡的鸡蛋。因此程序的入口方法是静态的。
参数String [] args 表示可以将一个字符串数组发送到程序来帮助程序初始化。
3.3. HelloWorld的字节码
要执行程序，Java文件首先被编译为存储在.class文件中的java字节码。字节代码是什么样的？字节码本身不可读的。如果我们使用十六进制编辑器，它显示如下：
我们可以在上面的字节码中看到很多操作码（例如CA、4C等），每个操作码都具有相应的助记码（例如下面的例子的aload_0）。操作码是不可读的。但是我们可以用javap查看.class的助记符形式。（相当于汇编）
“javap -c”打印出类中每个方法的反汇编代码。 反汇编的代码意味着构成Java字节码的指令。
javap -classpath . -c HelloWorld
Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld extends java.lang.Object{
public HelloWorld();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: getstatic #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #3; //String Hello World
5: invokevirtual #4; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
}
上面代码包含两个方法：一个是由编译器推断的默认构造函数，另外一个是main方法。
在每个方法之下，都有一系列指令，例如aload_0,invokespecial#1等。每个指令可以在Java字节码指令列表中查找。例如 ：aload_0将本地变量0的引用加载到堆栈中。getstatic获取类的静态字段值。请注意，getstatic指令后的“#2”指向运行常量池。常量池是JVM的运行数据区之一。运行javap -verbose命令来看下常量池。
另外每个指令都是以一个数字开头，如0,1,4等。在.class文件中，每个方法都有一个对应的字节码数组。这些数字对于存储每个操作码及其参数的数组索引。每个操作码长度为1个字节，指令可以有0个或多个参数，这就是为什么这些数字不连续的原因。
我们可以使用"javap -verbose"来进一步了解类。
javap -classpath . -verbose HelloWorld
Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld extends java.lang.Object
SourceFile: "HelloWorld.java"
minor version: 0
major version: 50
Constant pool:
const #1 = Method #6.#15; // java/lang/Object."<init>":()V
const #2 = Field #16.#17; // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
const #3 = String #18; // Hello World
const #4 = Method #19.#20; // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
const #5 = class #21; // HelloWorld
const #6 = class #22; // java/lang/Object
const #7 = Asciz <init>;
const #8 = Asciz ()V;
const #9 = Asciz Code;
const #10 = Asciz LineNumberTable;
const #11 = Asciz main;
const #12 = Asciz ([Ljava/lang/String;)V;
const #13 = Asciz SourceFile;
const #14 = Asciz HelloWorld.java;
const #15 = NameAndType #7:#8;// "<init>":()V
const #16 = class #23; // java/lang/System
const #17 = NameAndType #24:#25;// out:Ljava/io/PrintStream;
const #18 = Asciz Hello World;
const #19 = class #26; // java/io/PrintStream
const #20 = NameAndType #27:#28;// println:(Ljava/lang/String;)V
const #21 = Asciz HelloWorld;
const #22 = Asciz java/lang/Object;
const #23 = Asciz java/lang/System;
const #24 = Asciz out;
const #25 = Asciz Ljava/io/PrintStream;;
const #26 = Asciz java/io/PrintStream;
const #27 = Asciz println;
const #28 = Asciz (Ljava/lang/String;)V;
{
public HelloWorld();
Code:
Stack=1, Locals=1, Args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 2: 0
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=1, Args_size=1
0: getstatic #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: ldc #3; //String Hello World
5: invokevirtual #4; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
8: return
LineNumberTable:
line 9: 0
line 10: 8
}
从JVM规范：运行时常量池为编程语言提供类似符号表的函数，虽然它比符号表更宽的数据范围。
“invocationspecial＃1”指令中的“＃1”指向常量池中的＃1常数。 常数是“方法＃6.＃15;”。 从数字，我们可以递归得到最终的常数。
LineNumberTable向调试器提供信息，以指示哪个Java源代码对应哪个字节码指令。例如，Java源代码中的第9行对应main方法中的字节码0，第10行对应字节码8。
如果你想更多了解字节码，你可以创建和编译一个更复杂的类来看看。Hello world真是这样做的起点。
4.如何在JVM中执行
现在的问题是JVM如何加载类和调用main方法。
在main方法被执行之前，JVM需要1）加载 2）链接 3）初始化类。
1）加载类或接口的二进制形式到JVM中。
2）链接将二进制类型数据并入JVM的运行时状态。
链接包含三个步骤：验证，准备和可选解决方案。验证确保类和接口在结构上是正确的；准备涉及分配类或接口所需的内存；决议解决了符号引用。
3）最后初始化使用适当的初始值分配类变量。
通过Java 的ClassLoaders进行加载，当JVM被启动时候，使用三类加载器：
1、Bootstrap class loader：加载位于/jre/lib目录下的java核心类库。它是JVM核心的一部分，用本地代码编写的。
2、Extensions class loader:加载位于扩展目录的代码（比如/jar/lib/ext）.
3、System class loader:加载在CLASSPATH中发现的代码。
所以HelloWorld类是由系统类加载器加载的。 当main方法被执行时，它会触发其他依赖类的加载，链接和初始化（如果它们存在）。
最后，将main（）框架推入JVM堆栈，并相应地设置程序计数器（PC）。 PC然后指示将println（）帧推送到JVM堆栈。 当main（）方法完成时，它将从堆栈弹出并执行完成。
