開講Java運行時，這一篇講一些簡單的內容。我們寫的主類中的main()方法是如何被Java虛擬機調用到的？在Java類中的一些方法會被由C/C++編寫的HotSpot虛擬機的C/C++函數調用，不過由於Java方法與C/C++函數的調用約定不同，所以並不能直接調用，需要JavaCalls::call()這個函數輔助調用。（我把由C/C++編寫的叫函數，把Java編寫的叫方法，后續也會延用這樣的叫法）如下圖所示。
從C/C++函數中調用的一些Java方法主要有：
（1）Java主類中的main()方法；
（2）Java主類裝載時，調用JavaCalls::call()函數執行checkAndLoadMain()方法；
（3）類的初始化過程中，調用JavaCalls::call()函數執行的Java類初始化方法
（4）我們先省略main方法的執行流程（其實main方法的執行也是先啟動一個JavaMain線程，套路都是一樣的），單看某個JavaThread的啟動過程。JavaThread的啟動最終都要通過一個native方法java.lang.Thread#start0()方法完成的，這個方法經過解釋器的native_entry入口，調用到了JVM_StartThread()函數。其中的static void thread_entry(JavaThread* thread, TRAPS)函數中會調用JavaCalls::call_virtual()函數。JavaThread最終會通過JavaCalls::call_virtual()函數來調用字節碼中的run()方法；
（5）在SystemDictionary::load_instance_class()這個能體現雙親委派的函數中，如果類加載器對象不為空，則會調用這個類加載器的loadClass()函數（通過call_virtual()函數來調用）來加載類。
當然還會有其它方法，這里就不一一列舉了。通過JavaCalls::call()、JavaCalls::call_helper()等函數調用Java方法，這些函數定義在JavaCalls類中，這個類的定義如下：
從C/C++函數中調用的一些Java方法主要有：
（1）Java主類中的main()方法；
（2）Java主類裝載時，調用JavaCalls::call()函數執行checkAndLoadMain()方法；
（3）類的初始化過程中，調用JavaCalls::call()函數執行的Java類初始化方法
（4）我們先省略main方法的執行流程（其實main方法的執行也是先啟動一個JavaMain線程，套路都是一樣的），單看某個JavaThread的啟動過程。JavaThread的啟動最終都要通過一個native方法java.lang.Thread#start0()方法完成的，這個方法經過解釋器的native_entry入口，調用到了JVM_StartThread()函數。其中的static void thread_entry(JavaThread* thread, TRAPS)函數中會調用JavaCalls::call_virtual()函數。JavaThread最終會通過JavaCalls::call_virtual()函數來調用字節碼中的run()方法；
（5）在SystemDictionary::load_instance_class()這個能體現雙親委派的函數中，如果類加載器對象不為空，則會調用這個類加載器的loadClass()函數（通過call_virtual()函數來調用）來加載類。
當然還會有其它方法，這里就不一一列舉了。通過JavaCalls::call()、JavaCalls::call_helper()等函數調用Java方法，這些函數定義在JavaCalls類中，這個類的定義如下：
源代碼位置：openjdk/hotspot/src/share/vm/runtime/javaCalls.hpp
class JavaCalls: AllStatic {
static void call_helper(JavaValue* result, methodHandle* method, JavaCallArguments* args, TRAPS);
public:
static void call_default_constructor(JavaThread* thread, methodHandle method, Handle receiver, TRAPS);
// 使用如下函數調用Java中一些特殊的方法，如類初始化方法<clinit>等
// receiver表示方法的接收者，如A.main()調用中，A就是方法的接收者
static void call_special(JavaValue* result, KlassHandle klass, Symbol* name,Symbol* signature, JavaCallArguments* args, TRAPS);
static void call_special(JavaValue* result, Handle receiver, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, TRAPS);
static void call_special(JavaValue* result, Handle receiver, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, Handle arg1, TRAPS);
static void call_special(JavaValue* result, Handle receiver, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, Handle arg1, Handle arg2, TRAPS);
// 使用如下函數調用動態分派的一些方法
static void call_virtual(JavaValue* result, KlassHandle spec_klass, Symbol* name,Symbol* signature, JavaCallArguments* args, TRAPS);
static void call_virtual(JavaValue* result, Handle receiver, KlassHandle spec_klass,Symbol* name, Symbol* signature, TRAPS);
static void call_virtual(JavaValue* result, Handle receiver, KlassHandle spec_klass,Symbol* name, Symbol* signature, Handle arg1, TRAPS);
static void call_virtual(JavaValue* result, Handle receiver, KlassHandle spec_klass,Symbol* name, Symbol* signature, Handle arg1, Handle arg2, TRAPS);
// 使用如下函數調用Java靜態方法
static void call_static(JavaValue* result, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, JavaCallArguments* args, TRAPS);
static void call_static(JavaValue* result, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, TRAPS);
static void call_static(JavaValue* result, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, Handle arg1, TRAPS);
static void call_static(JavaValue* result, KlassHandle klass,Symbol* name, Symbol* signature, Handle arg1, Handle arg2, TRAPS);
// 更低一層的接口，如上的一些函數可能會最終調用到如下這個函數
static void call(JavaValue* result, methodHandle method, JavaCallArguments* args, TRAPS);
};
如上的函數都是自解釋的，通過名稱我們就能看出這些函數的作用。其中JavaCalls::call()函數是更低一層的通用接口。Java虛擬機規范定義的字節碼指令共有5個，分別為invokestatic、invokedynamic、invokestatic、invokespecial、invokevirtual幾種方法調用指令。這些call_static()、call_virtual()函數內部調用了call()函數。這一節我們先不介紹各個方法的具體實現。下一篇將詳細介紹。
我們選一個重要的main()方法來查看具體的調用邏輯。如下基本照搬R大的內容，不過我略做了一些修改，如下：
假設我們的Java主類的類名為JavaMainClass，下面為了區分java launcher里C/C++的main()與Java層程序里的main()，把后者寫作JavaMainClass.main()方法。
從剛進入C/C++的main()函數開始：
啟動並調用HotSpot虛擬機的main()函數的線程執行的主要邏輯如下：
main()
-> //... 做一些參數檢查
-> //... 開啟新線程作為main線程，讓它從JavaMain()函數開始執行；該線程等待main線程執行結束
在如上線程中會啟動另外一個線程執行JavaMain()函數，如下：
JavaMain()
-> //... 找到指定的JVM
-> //... 加載並初始化JVM
-> //... 根據Main-Class指定的類名加載JavaMainClass
-> //... 在JavaMainClass類里找到名為"main"的方法，簽名為"([Ljava/lang/String;)V"，修飾符是public的靜態方法
-> (*env)->CallStaticVoidMethod(env, mainClass, mainID, mainArgs); // 通過JNI調用JavaMainClass.main()方法
以上步驟都還在java launcher的控制下；當控制權轉移到JavaMainClass.main()方法之后就沒java launcher什么事了，等JavaMainClass.main()方法返回之后java launcher才接手過來清理和關閉JVM。
下面看一下調用Java主類main()方法時會經過的主要方法及執行的主要邏輯，如下：
// HotSpot VM里對JNI的CallStaticVoidMethod的實現。留意要傳給Java方法的參數
// 以C的可變長度參數傳入，這個函數將其收集打包為JNI_ArgumentPusherVaArg對象
-> jni_CallStaticVoidMethod()
// 這里進一步將要傳給Java的參數轉換為JavaCallArguments對象傳下去
-> jni_invoke_static()
// 真正底層實現的開始。這個方法只是層皮，把JavaCalls::call_helper()
// 用os::os_exception_wrapper()包裝起來，目的是設置HotSpot VM的C++層面的異常處理
-> JavaCalls::call()
-> JavaCalls::call_helper()
-> //... 檢查目標方法是否為空方法，是的話直接返回
-> //... 檢查目標方法是否“首次執行前就必須被編譯”，是的話調用JIT編譯器去編譯目標方法
-> //... 獲取目標方法的解釋模式入口from_interpreted_entry，下面將其稱為entry_point
-> //... 確保Java棧溢出檢查機制正確啟動
-> //... 創建一個JavaCallWrapper，用於管理JNIHandleBlock的分配與釋放，
// 以及在調用Java方法前后保存和恢復Java的frame pointer/stack pointer
//... StubRoutines::call_stub()返回一個指向call stub的函數指針，
// 緊接着調用這個call stub，傳入前面獲取的entry_point和要傳給Java方法的參數等信息
-> StubRoutines::call_stub()(...)
// call stub是在VM初始化時生成的。對應的代碼在
// StubGenerator::generate_call_stub()函數中
-> //... 把相關寄存器的狀態調整到解釋器所需的狀態
-> //... 把要傳給Java方法的參數從JavaCallArguments對象解包展開到解釋模
// 式calling convention所要求的位置
-> //... 跳轉到前面傳入的entry_point，也就是目標方法的from_interpreted_entry
-> //... 在-Xcomp模式下，實際跳入的是i2c adapter stub，將解釋模式calling convention
// 傳入的參數挪到編譯模式calling convention所要求的位置
-> //... 跳轉到目標方法被JIT編譯后的代碼里，也就是跳到 nmethod 的 VEP 所指向的位置
-> //... 正式開始執行目標方法被JIT編譯好的代碼 <- 這里就是"main()方法的真正入口"
后面3個步驟是在編譯執行的模式下，不過后續我們從解釋執行開始研究，所以需要為虛擬機配置-Xint選項，有了這個選項后，Java主類的main()方法就會解釋執行了。
在調用Java主類main()方法的過程中，我們看到了虛擬機是通過JavaCalls::call()函數來間接調用main()方法的，下一篇我們研究一下具體的調用邏輯。
