無論什么語言寫的代碼，其到最后都是通過機器碼運行的，無一例外。那么對于 Java 語言來說，其從源代碼到機器碼，這中間到底發生了什么呢？這就是今天我們要聊的。
如下圖所示，編譯器可以分為：前端編譯器、JIT 編譯器和AOT編譯器。下面我們逐個講解。
前端編譯器：源代碼到字節碼
之前我們說到：對于 Java 虛擬機來說，其實際輸入的是字節碼文件，而不是 Java 文件。那么對于 Java 語言而言，其實怎么將 Java 代碼轉化成字節碼文件的呢？我們知道在 JDK 的安裝目錄里有一個 javac 工具，就是它將 Java 代碼翻譯成字節碼，這個工具我們叫做編譯器。相對于后面要講的其他編譯器，其因為處于編譯的前期，因此又被成為前端編譯器。
通過 javac 編譯器，我們可以很方便地將 java 源文件翻譯成字節碼文件。
在cmd中用javac命令即可將一個java文件編譯出一個同名的class文件。
我們再用winhex按16進制打開class文件，可以看到相關字節碼。
關于字節碼的分析，我們已經在jvm類加載機制中討論過了（魔數和版本號）
public class Demo{
public static void main(String args[]){
System.out.println("Hello World!");
}
}
我們運行 javac 命令的過程，其實就是 javac 編譯器解析 Java 源代碼，并生成字節碼文件的過程。說白了，其實就是使用 javac 編譯器把 Java 語言規范轉化為字節碼語言規范。javac 編譯器的處理過程可以分為下面四個階段：
第一個階段：詞法、語法分析。在這個階段，JVM 會對源代碼的字符進行一次掃描，最終生成一個抽象的語法樹。簡單地說，在這個階段 JVM 會搞懂我們的代碼到底想要干嘛。就像我們分析一個句子一樣，我們會對句子劃分主謂賓，弄清楚這個句子要表達的意思一樣。
第二個階段：填充符號表。我們知道類之間是會互相引用的，但在編譯階段，我們無法確定其具體的地址，所以我們會使用一個符號來替代。在這個階段做的就是類似的事情，即對抽象的類或接口進行符號填充。等到類加載階段，JVM 會將符號替換成具體的內存地址。
第三個階段：注解處理。我們知道 Java 是支持注解的，因此在這個階段會對注解進行分析，根據注解的作用將其還原成具體的指令集。
第四個階段：分析與字節碼生成。到了這個階段，JVM 便會根據上面幾個階段分析出來的結果，進行字節碼的生成，最終輸出為 class 文件。
我們一般稱 javac 編譯器為前端編譯器，因為其發生在整個編譯的前期。常見的前端編譯器有 Sun 的 javac，Eclipse JDT 的增量式編譯器（ECJ）。
JIT 編譯器：從字節碼到機器碼
當源代碼轉化為字節碼之后，其實要運行程序，有兩種選擇。一種是使用 Java 解釋器解釋執行字節碼，另一種則是使用 JIT 編譯器將字節碼轉化為本地機器代碼。
這兩種方式的區別在于，前者啟動速度快但運行速度慢，而后者啟動速度慢但運行速度快。至于為什么會這樣，其原因很簡單。因為解釋器不需要像 JIT 編譯器一樣，將所有字節碼都轉化為機器碼，自然就少去了優化的時間。而當 JIT 編譯器完成第一次編譯后，其會將字節碼對應的機器碼保存下來，下次可以直接使用。而我們知道，機器碼的運行效率肯定是高于 Java 解釋器的。所以在實際情況中，為了運行速度以及效率，我們通常采用兩者相結合的方式進行 Java 代碼的編譯執行。
在 HotSpot 虛擬機內置了兩個即時編譯器，分別稱為 Client Compiler 和Server Compiler。這兩種不同的編譯器衍生出兩種不同的編譯模式，我們分別稱之為：C1 編譯模式，C2 編譯模式。
注意：現在許多人習慣上將 Client Compiler 稱為 C1 編譯器，將 Server Compiler 稱為 C2 編譯器，但在 Oracle 官方文檔中將其描述為 compiler mode（編譯模式）。所以說 C1 編譯器、C2 編譯器只是我們自己的習慣性稱呼，并不是官方的說法。這點需要特別注意。
那么到底應該選擇 C1 編譯模式還是 C2 編譯模式呢？
實際上對于 HotSpot 虛擬機來說，其一共有三種運行模式可選，分別是：
混合模式（Mixed Mode） 。即 C1 和 C2 兩種模式混合起來使用，這是默認的運行模式。如果你想單獨使用 C1 模式或 C2 模式，使用 -client 或 -server 打開即可。
解釋模式（Interpreted Mode）。即所有代碼都解釋執行，使用 -Xint 參數可以打開這個模式。
編譯模式（Compiled Mode）。 此模式優先采用編譯，但是無法編譯時也會解釋執行，使用 -Xcomp 打開這種模式。
在命令行中輸入 java -version 可以看到，我機器上的虛擬機使用 Mixed Mode 運行模式。
