JVM 字节码文件

不念不忘少年蓝@ 2022-09-03 01:13 167阅读 0赞

计算机不能直接运行java代码，要先运行虚拟机，再由java虚拟机运行编译后java代码。

> 为什么不能直接运行java代码？

计算机所有的操作都是通过一个个指令集汇集后去完成的。java 是高级语言，只有人才能理解它的逻辑，机器是无法识别。所以需要将java文件编译成JVM能后识别的字节码文件,这样JVM才能正确的识别代码转换后的指令去正确的执行它。

*  java代码转换成字节码文件后，在交由部署到不同平台JVM去读取执行。从而实现了一次编译，到处运行。
 *  JVM 不只是支持java，衍生了很多基于JVM的语言，如Groovy、Scala、Koltin、JRuby、Jython等

### Java字节码文件 ###

class文件本质上是一个以8位字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑的排列在class文件中。jvm根据其特定的规则解析该二进制数据，从而得到相关信息。

### class文件结构属性 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzEyNTQxMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  魔数：每一个.class文件的前四个字节成为魔数，值为`0xCAFEBABE` (咖啡宝贝？) 用来确定文件是一个.class文件，很多类型的文件都是有魔数的，只靠文件名是不能确定文件类型的，所以每种文件都有对应的魔数来标识它，比如: jpg、png 等
 *  次版本和主版本：用来表示编一个class文件使用的jdk版本，次版本一版为0，如果主版本号为0034转化为十进制是52,在jdk 1.0和1.1 使用了45，以后每一个大版本在上一个版本的基础上加一。可以看看出jdk是 1.8.0
 *  常量池： 用于存放编译器生成的各种字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)
 *  访问标记：用于表示该class的访问类型和属性,比如访问类型是不是pulic，能不能被标记为final
 *  父类索引、类索引、接口索引：通过这三种索引来描述类的继承关系
 *  字段表属性：用于描述接口或类中声明的变量,比如：变量的作用域、是不是静态变量、 数据类型
 *  方法表属性：和字段表属性类似，只不过用于描述方法的类型和作用域
 *  属性表属性：用于描述特定场景的信息，比如：字段表属性的特殊属性等

#### 生成一个class文件 ####

javac UserDTO.java

使用`javac` 命令会在同一路径下生成一个跟文件同名的.class文件

#### 反编译.class文件 ####

javap -v UserDTO.class

$ javap -v UserDTO.class
    Classfile /C:/Users/zhaotianxin/Desktop/hzero_c7n/redis/src/main/java/icu/fastwo
    rm/redis/UserDTO.class
      Last modified 2021-8-4; size 831 bytes
      MD5 checksum 48a05888aaba92b73e52e159bb7fd612
      Compiled from "UserDTO.java"
    public class icu.fastworm.redis.UserDTO implements java.io.Serializable
      minor version: 0
      major version: 52
      flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
    Constant pool:
       #1 = Methodref          #6.#29         // java/lang/Object."<init>":()V
       #2 = Fieldref           #5.#30         // icu/fastworm/redis/UserDTO.name:Lja
    va/lang/String;
       #3 = Fieldref           #5.#31         // icu/fastworm/redis/UserDTO.word:Lja
    va/lang/String;
       #4 = Fieldref           #5.#32         // icu/fastworm/redis/UserDTO.id:Ljava
    /lang/Long;
       #5 = Class              #33            // icu/fastworm/redis/UserDTO
       #6 = Class              #34            // java/lang/Object
       #7 = Class              #35            // java/io/Serializable
       #8 = Utf8               id
       #9 = Utf8               Ljava/lang/Long;
      #10 = Utf8               name
      #11 = Utf8               Ljava/lang/String;
      #12 = Utf8               word
      #13 = Utf8               <init>
      #14 = Utf8               (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
      #15 = Utf8               Code
      #16 = Utf8               LineNumberTable
      #17 = Utf8               getId
      #18 = Utf8               ()Ljava/lang/Long;
      #19 = Utf8               setId
      #20 = Utf8               (Ljava/lang/Long;)V
      #21 = Utf8               getName
      #22 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
      #23 = Utf8               setName
      #24 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
      #25 = Utf8               getWord
      #26 = Utf8               setWord
      #27 = Utf8               SourceFile
      #28 = Utf8               UserDTO.java
      #29 = NameAndType        #13:#36        // "<init>":()V
      #30 = NameAndType        #10:#11        // name:Ljava/lang/String;
      #31 = NameAndType        #12:#11        // word:Ljava/lang/String;
      #32 = NameAndType        #8:#9          // id:Ljava/lang/Long;
      #33 = Utf8               icu/fastworm/redis/UserDTO
      #34 = Utf8               java/lang/Object
      #35 = Utf8               java/io/Serializable
      #36 = Utf8               ()V
    {
      public icu.fastworm.redis.UserDTO(java.lang.String, java.lang.String);
        descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=2, locals=3, args_size=3
             0: aload_0
             1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>
    ":()V
             4: aload_0
             5: aload_1
             6: putfield      #2                  // Field name:Ljava/lang/String;
             9: aload_0
            10: aload_2
            11: putfield      #3                  // Field word:Ljava/lang/String;
            14: return
          LineNumberTable:
            line 16: 0
            line 17: 4
            line 18: 9
            line 19: 14
    
      public java.lang.Long getId();
        descriptor: ()Ljava/lang/Long;
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: getfield      #4                  // Field id:Ljava/lang/Long;
             4: areturn
          LineNumberTable:
            line 22: 0
    
      public void setId(java.lang.Long);
        descriptor: (Ljava/lang/Long;)V
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=2, locals=2, args_size=2
             0: aload_0
             1: aload_1
             2: putfield      #4                  // Field id:Ljava/lang/Long;
             5: return
          LineNumberTable:
            line 26: 0
            line 27: 5
    
      public java.lang.String getName();
        descriptor: ()Ljava/lang/String;
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: getfield      #2                  // Field name:Ljava/lang/String;
             4: areturn
          LineNumberTable:
            line 30: 0
    
      public void setName(java.lang.String);
        descriptor: (Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=2, locals=2, args_size=2
             0: aload_0
             1: aload_1
             2: putfield      #2                  // Field name:Ljava/lang/String;
             5: return
          LineNumberTable:
            line 34: 0
            line 35: 5
    
      public java.lang.String getWord();
        descriptor: ()Ljava/lang/String;
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: getfield      #3                  // Field word:Ljava/lang/String;
             4: areturn
          LineNumberTable:
            line 38: 0
    
      public void setWord(java.lang.String);
        descriptor: (Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=2, locals=2, args_size=2
             0: aload_0
             1: aload_1
             2: putfield      #3                  // Field word:Ljava/lang/String;
             5: return
          LineNumberTable:
            line 42: 0
            line 43: 5
    }
    SourceFile: "UserDTO.java"

### 常量池 ###

#### 字面量 ####

字面量类似于java中的常量概念，如文本字符串，final常量等

#### 符号引用 ####

*  类和接口的全限定名(Fully Qualified Name)
 *  字段的名称和描述符号(Descriptor)
 *  方法的名称和描述符

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzEyNTQxMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220829/072a7f60540a4f42ba0116fa19efdc5d.png