JVM 进阶 | Java字节码

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什么是Java字节码

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Java字节码是由(.Java)文件编译成(.class)的文件。之所以叫字节码是因为(.class)文件是由十六进制组成的。而JVM以两个十六进制值为一组,即以字节为单位进行读取。java之所以能够做到一次编译、到处运行,就是因为不同的平台都会编译成相同的(.class)文件,所以才能在不同的平台执行。这种跨平台执行的实现,极大的提高了开发和维护的成本。

怎么查看字节码

查看字节码有很多种方法,网上也有一些插件可以查看。我们这里直说一种就是通过javap命令来查看。

先通过javap -help来查看下这个命令怎么使用:

用法: javap <options> <classes>
其中, 可能的选项包括:
  -? -h --help -help               输出此帮助消息
  -version                         版本信息
  -v  -verbose                     输出附加信息
  -l                               输出行号和本地变量表
  -public                          仅显示公共类和成员
  -protected                       显示受保护的/公共类和成员
  -package                         显示程序包/受保护的/公共类
                                   和成员 (默认)
  -p  -private                     显示所有类和成员
  -c                               对代码进行反汇编
  -s                               输出内部类型签名
  -sysinfo                         显示正在处理的类的
                                   系统信息 (路径, 大小, 日期, MD5 散列)
  -constants                       显示最终常量
  --module <模块>, -m <模块>       指定包含要反汇编的类的模块
  --module-path <路径>             指定查找应用程序模块的位置
  --system <jdk>                   指定查找系统模块的位置
  --class-path <路径>              指定查找用户类文件的位置
  -classpath <路径>                指定查找用户类文件的位置
  -cp <路径>                       指定查找用户类文件的位置
  -bootclasspath <路径>            覆盖引导类文件的位置

接下来我们定义一个简单的类

/**
 * @author: lixiaoshuang
 * @create: 2020-11-30 19:57
 **/
public class HelloByteCode {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = a + b;
        System.out.println(c);
    }
}

image-20201130215033695

然后执行 javac HelloByteCode.java ,这样就的到了HelloByteCode.class文件,它就是我们所说的字节码文件。编译完成后我们先用文本工具打开(.class)文件看下:

image-20201130220049549

魔数

打开后是一堆十六进制数,可以看到上图中用蓝色框标记起来的cafe babe就是魔数,所有的字节码文件都是以这个为开头的,魔数的固定值为:0xCAFEBABE,魔数放在文件的开头是为了让jvm识别这个文件是不是一个.class文件,如果不是就不会进行下一步的操作。

版本号

同样还是上边的字节码图,黄色框圈起来的是版本号,0000 0037,0000为次版本号,0037位主版本,次版本号转化为十进制为0,主版本号转化为十进制为55,通过Oracle官网查询可知,55对应的版本号是jdk 11。

查看反编译

接下来使用 javap -v -l -c HelloByteCode 命令对(.class)文件进行反编译。具体每一块是干什么我在图中详细的标出来了,大家可以仔细看下面的图片。就不一一介绍了,主要包括版本号、访问标志、接口信息、常量池、方法描述、操作指令、行号表、本地变量表(图中没有体现出来,大家可以用命令将本地变量表输出出来自己看下)

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