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Java编译步骤_从源码到运行的详细编译步骤

月夜之吻

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发布时间:2026-01-24 10:42:09

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来源于php中文网

原创

javac 执行完整前端编译流程:词法→语法→语义分析→注解处理→字节码生成;内置注解在语义分析检查,Lombok 等自定义注解处理器在注解处理阶段介入修改 AST 或生成类。

java编译步骤_从源码到运行的详细编译步骤

javac 命令到底做了什么

javac 不是简单地把 .java 文件“翻译”成 .class 文件,它执行的是一个完整的前端编译流程:词法分析 → 语法分析 → 语义分析 → 注解处理 → 字节码生成。其中,@Override@Deprecated 等内置注解会在语义分析阶段被检查;而自定义注解处理器(如 Lombok 的 @Data)则在注解处理阶段介入,可能动态修改 AST 或生成新类。

常见错误现象:javac 报错 “cannot find symbol”,往往不是缺 jar 包,而是当前编译路径未包含依赖的 .class 或源码(比如没加 -cp-sourcepath);若报 “class file has wrong version”,说明 JDK 版本不匹配(如用 JDK 17 编译但目标运行在 JDK 8 上)。

  • 使用 -source-target(旧版)或 --release(推荐)控制源码语法兼容性和字节码版本,例如 javac --release 8 Hello.java 可确保生成 JDK 8 兼容的 class 文件
  • 多个源文件编译时,javac 默认只编译显式列出的文件,不会自动递归查找依赖的 .java —— 除非用 -sourcepath 指明源码根目录
  • -Xlint:all 能暴露潜在问题(如未使用的变量、裸类型),但默认关闭;生产环境建议启用

类路径(-cp / -classpath)和模块路径(--module-path)怎么配才不乱

Java 9+ 引入模块系统后,-cp--module-path 各司其职:-cp 用于传统类路径下的非模块化 JAR 或 class 目录;--module-path 用于定位模块化 JAR(含 META-INF/MANIFEST.MF 中的 Automatic-Module-Name 或真正 module-info.class)。

容易踩的坑:java -cp lib/a.jar:lib/b.jar MyApp 中,如果 b.jar 是模块化 JAR 且声明了 requires a,但 a.jar-cp 下而非 --module-path,JVM 会报 Module b not found —— 因为模块路径上的模块无法“看到”类路径上的类(反之亦然,除非用 --add-modules 显式打开)。

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  • 混合使用时,优先把所有 JAR 放到 --module-path,再用 --add-modules ALL-SYSTEM--add-modules java.xml 按需引入系统模块
  • java --list-modules 查看当前模块图,确认目标模块是否已解析
  • IDE(如 IntelliJ)默认用模块路径管理依赖,但 Maven 构建时 maven-compiler-plugin 仍默认走类路径,需显式配置 true

运行时 ClassLoader 加载 class 文件的真实顺序

JVM 启动后,并不立即加载所有 .class 文件。类加载分三个阶段:加载(Loading)、链接(Linking)、初始化(Initialization),而“加载”本身又由 ClassLoader 按双亲委派模型触发 —— 并非按文件目录顺序,而是按首次主动使用(如 new 实例、调用静态方法、访问静态字段)时的引用链触发。

典型误解:把 MyApp.class 和它依赖的 Utils.class 放同一目录,就认为 JVM 会“一起加载”。实际是 MyApp.main() 执行中首次碰到 Utils.doWork() 时,才委托 AppClassLoader 去加载 Utils.class;若此时 Utils.class 损坏或权限不足,抛出 NoClassDefFoundError(注意不是 ClassNotFoundException,后者发生在 Class.forName() 显式加载失败时)。

  • ClassLoader.getSystemClassLoader() 返回的是应用类加载器,它只负责 -cp 下的路径,不负责 --module-path —— 后者由 ModuleLayer 管理
  • 自定义 ClassLoader 若重写 loadClass() 但未调用 super.loadClass(),会破坏双亲委派,导致 java.lang.String 等核心类无法加载
  • java -verbose:class MyApp 可实时观察每个类何时被哪个 ClassLoader 加载

为什么 javac 编译通过,java 却报 IllegalAccessError

这通常发生在模块边界被绕过时。例如:模块 A 导出 com.a.publicpkg,但内部类 com.a.internal.Helper 被 B 模块通过反射获取并调用其 public 方法 —— javac 编译期只检查语法和可见性声明,不校验模块约束;而 JVM 运行时在链接阶段发现该类未被导出,直接拒绝访问,抛出 IllegalAccessError(不是 IllegalAccessException,后者是反射调用时的检查异常)。

另一个常见场景:使用 sun.misc.Unsafejdk.internal.ref.Cleaner 等内部 API。JDK 9+ 默认禁止访问,即使加了 --add-opens,若未同时加 --add-exports,编译期无感知,运行时报错。

  • 修复方式:对模块间访问,用 requires transitiveexports ... to 显式授权;对内部 API,用 --add-exports jdk.unsupported/sun.misc=ALL-UNNAMED
  • javac -Xdiags:verbose 不会提示模块问题,必须靠 jdeps --module-path 分析依赖图,或用 jlink 构建最小运行镜像时暴露缺失模块
  • Gradle 用户要注意:compileJava 任务默认不启用模块检查,需手动加 options.compilerArgs = ['--module-path', ...]
模块系统的约束在编译期是“静默”的,只有运行起来才会咬人;而类路径与模块路径混用时,错误信息往往指向错的方向——比如明明是模块缺失,却报 NoClassDefFoundError

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