⑴ 简述java程序从编写到运行的基本步骤，并说明Java的基本工作原理
Java编译原理：
Java 虚拟机(JVM)是可运行Java 代码的假想计算机。只要根据JVM规格描述将解释器移植到特定的计算机上，就能保证经过编译的任何Java代码能够在该系统上运行。
一.Java源文件的编译、下载 、解释和执行
Java应用程序的开发周期包括编译、下载 、解释和执行几个部分。Java编译程序将Java源程序翻译为JVM可执行代码?字节码。这一编译过程同C/C++ 的编译有些不同。当C编译器编译生成一个对象的代码时，该代码是为在某一特定硬件平台运行而产生的。因此，在编译过程中，编译程序通过查表将所有对符号的引用转换为特定的内存偏移量，以保证程序运行。Java编译器却不将对变量和方法的引用编译为数值引用，也不确定程序执行过程中的内存布局，而是将这些符号引用信息保留在字节码中，由解释器在运行过程中创立内存布局，然后再通过查表来确定一个方法所在的地址。这样就有效的保证了Java的可移植性和安全 性。
运行JVM字节码的工作是由解释器来完成的。解释执行过程分三部进行：代码的装入、代码的校验和代码的执行。装入代码的工作由"类装载器"（class loader）完成。类装载器负责装入运行一个程序需要的所有代码，这也包括程序代码中的类所继承的类和被其调用的类。当类装载器装入一个类时，该类被放在自己的名字空间中。除了通过符号引用自己名字空间以外的类，类之间没有其他办法可以影响其他类。在本台计算机上的所有类都在同一地址空间内，而所有从外部引进的类，都有一个自己独立的名字空间。这使得本地类通过共享相同的名字空间获得较高的运行效率，同时又保证它们与从外部引进的类不会相互影响。当装入了运行程序需要的所有类后，解释器便可确定整个可执行程序的内存布局。解释器为符号引用同特定的地址空间建立对应关系及查询表。通过在这一阶段确定代码的内存布局，Java很好地解决了由超类改变而使子类崩溃的问题，同时也防止了代码对地址的非法访问。
随后，被装入的代码由字节码校验器进行检查。校验器可发现操作数栈溢出，非法数据类型转化等多种错误。通过校验后，代码便开始执行了。
Java字节码的执行有两种方式：
1.即时编译方式：解释器先将字节码编译成机器码，然后再执行该机器码。
2.解释执行方式：解释器通过每次解释并执行一小段代码来完成Java字节码程 序的所有操作。
通常采用的是第二种方法。由于JVM规格描述具有足够的灵活性，这使得将字节码翻译为机器代码的工作
具有较高的效率。对于那些对运行速度要求较高的应用程序，解释器可将Java字节码即时编译为机器码，从而很好地保证了Java代码的可移植性和高性能。
⑵ java的"一次编译,到处运行"的机制是如何实现的
JVM是一个java虚拟机，所谓的java虚拟机就是和普通的虚拟机一样，拥有自己的CPU，RAM之类的。我们所使用的操作系统是Windows的操作系统，Windows操作系统支持的可执行文件是EXE文件，也就是说在Windows的操作系统上只有EXE的文件是可以直接被操作系统解释为底层机器语言并进行运行的。而java虚拟机可以支持的是.class的可执行文件，在java的虚拟机中遇到.class的文件就可以直接翻译成java虚拟机所能是别的底层机器语言并进行执行。这就是JVM的机制，正是因为java的这种机制才实现了java的跨平台，在不同的平台上安装能够在相应平台上运行的虚拟机，然后在java虚拟机中运行java的源程序，“一次编译，多次执行”就此实现了。
所以java的跨平台是离不开虚拟机的支持的。虚拟机充当着java源程序和操作系统之间的中间，不同的操作系统只需要寻找相应的中介就可以实现在不同的操作系统上运行。而java的编译只是吧.java文件编译为.class字节码文件而已，然后把字节码交给虚拟机去执行。
虚拟机在执行的时候是读一句字节码文件人后解释一句给操作系统听，这就是为什么java是解释型的语言。
所谓的编译型的语言是指这种语言被编译之后生成的是可以直接供操作系统执行的010101文件，像C，C++都是编译型的，java因为中间有JVM这么个东西所以是解释型的。
⑶ javac是做什么的
javac是编译Java程序的工具。具体来说：
功能：javac用于将Java源代码编译成Java字节码，这些字节码可以在Java虚拟机上运行。
文件类型：javac是一个.exe文件，属于可执行文件。在DOS或其他命令行界面中，可以直接通过输入javac来运行它。
使用方式：在编译Java程序时，需要运行javac.exe程序，并将要编译的Java文件名作为参数传递给它。例如，编译名为HelloWorld.java的文件，可以在命令行中输入javac HelloWorld.java。
位置：javac.exe通常位于Java安装目录中的JDK子目录下面的bin目录中。安装Java开发环境后，可以在该目录下找到javac.exe文件。
总结：javac是Java开发工具包中用于编译Java源代码的关键工具，它将源代码转换为可在JVM上运行的字节码。