这两天在看《深入理解Java虚拟机》，其中字节码那部分看得我极其烦躁，最后决定亲子拆解一遍它的例子，拆完后觉得印象深刻多了。

字节码拆解实验

对书上的例子进行了实现和分析，几个部分需要对照，相互印证，同时结合下面的理论部分才能明白。

Java代码

例子使用的Java代码和书上基本一样，只不过我写的时候包名不一样，代码如下：

package com.way.clazz; public class TestClass { private int m; public int inc(){ return m+1; } }

拆解图示

不同的颜色的划线区域代表不同的字节码组成部分。下面的知识部分和图是一一对应的。

.class字节码

为了清洗，把原生的字节码放在这里

javap命令解析出来的结构：

Javap命令解析出的文件结构有助于对照验证。

Classfile /root/TestClass.class Last modified Mar 8, 2017; size 289 bytes MD5 checksum 796893667dc8e7d29bbece83875f670d Compiled from "TestClass.java" public class com.way.clazz.TestClass minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: #1 = Methodref #4.#15 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Fieldref #3.#16 // com/way/clazz/TestClass.m:I #3 = Class #17 // com/way/clazz/TestClass #4 = Class #18 // java/lang/Object #5 = Utf8 m #6 = Utf8 I #7 = Utf8 <init> #8 = Utf8 ()V #9 = Utf8 Code #10 = Utf8 LineNumberTable #11 = Utf8 inc #12 = Utf8 ()I #13 = Utf8 SourceFile #14 = Utf8 TestClass.java #15 = NameAndType #7:#8 // "<init>":()V #16 = NameAndType #5:#6 // m:I #17 = Utf8 com/way/clazz/TestClass #18 = Utf8 java/lang/Object { public com.way.clazz.TestClass(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 3: 0 public int inc(); descriptor: ()I flags: ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: getfield #2 // Field m:I 4: iconst_1 5: iadd 6: ireturn LineNumberTable: line 8: 0 } SourceFile: "TestClass.java"

字节码理论

基本结构

Class文件的结构不像XML等描述语言那样松散自由。由于它没有任何分隔符号，所以，以上数据项无论是顺序还是数量都是被严格限定的。哪个字节代表什么含义，长度是多少，先后顺序如何，都不允许改变。

仔细观察上面的Class文件格式，可以看出Class文件格式采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储，这种伪结构中只有两种数据类型：无符号数和表。无符号数就是u1、u2、u4、u8来分别代表1个、2个、4个、8个字节。表是由多个无符号数或其他表构成的复合数据类型，以“_info”结尾。在表开始位置，通常会使用一个前置的容量计数器，因为表通常要描述数量不定的多个数据。

下图表示的就是Class文件格式的基本结构，所有_info就是表结构，它们的长度是不确定的。每个_info表的前两个字节会表示_info表的元素个数，根据元素个数，和每个元素的类型，可以确定最终长度。

Header头部

对应上面拆解图的灰色部分，长度固定，共8个字节： 1，MagicNum：4个字节，内容0xCAFEBABE，固定值 2，minor_version:2字节，JDK小版本号 3，major_version:2字节，JDK大版本号，决定着JVM能否处理该class文件，向下兼容。JDK1.8的主版本号是52

Constant Pool

常量池是一个表结构，表中元素可以是两种东西：字面量和符号引用

字面量：类似于Java语言层面所说的常量，如本文字符串，被声明为final的常量值。 符号引用：类和接口的全限定名，字段的名称和描述符，方法的名称和描述符。

表中元素即一个常量的结构如下图：

以一个变量为例解释该表格的意义：

上图是常量池区域的开头部分，作为一个表结构，前两的字节必然是表元素数目，即0x08，0x09，存储的是0x0013，十进制是19，这里是从1开始计数，即存储了18个元素。接下来就是元素的具体内容。每一个元素的第一个字节都是类型的标识数字，如上表，标识数字是1~12，没有2，11种。第一个元素的头（0x10）值是0x0A，即10，查表，是CONSTANT_Methodref_info, 存储的是两个index，index即指针，索引，指向的已一定是常量池中的其他元素位置，这也就是所谓符号索引。CONSTANT_Methodref_info存储的是：指向声明方法接口描述符CONSTANT_class_info的索引；指向名称及类型描述符CONSTANT_NameAndType_info的索引。

看字节码，两个位置分别存储的是0x0004，0x000F，让我们顺藤摸瓜，看看到底是什么意思?0x0004指向常量表中第四号元素，0x000F指向第十五号元素。看解析内容，四号元素是CONSTANT_class_info类型，存储了指向十八号元素的索引，十八号元素是常量，存储的是“java/lang/Object”。再看十五号元素，十五号元素是CONSTANT_NameAndType_info，存储了一个名称索引和一个描述符索引，分别指向7号和8号，7号是，这是一个特殊标记，表示这个方法是构造器，8号是V，标识void，即空。

至此整个脉络搞清楚了，1号位存储的是一个方法的说明，这个方法返回值的Class存在了4号位，四号位指向了真是存储的常量字符串“java.lang.Object”,这个方法的名称和传入参数存在了15号位，15号位又分别指向了7号，和8号位，标识这个方法是构造器，传入参数为空。到这里我们就明白，这是类的共有构造函数的编译结果，即public com.way.clazz.TestClass(){},这个方法我们没有写，但是隐式存在的。

遵从以上方法，可以查询所有元素的含义，javap命令也就是做了这样的事情，并将结果以可理解的形式展示给我们。

常量池字节码的解析内容：

Constant pool: #1 = Methodref #4.#15 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Fieldref #3.#16 // com/way/clazz/TestClass.m:I #3 = Class #17 // com/way/clazz/TestClass #4 = Class #18 // java/lang/Object #5 = Utf8 m #6 = Utf8 I #7 = Utf8 <init> #8 = Utf8 ()V #9 = Utf8 Code #10 = Utf8 LineNumberTable #11 = Utf8 inc #12 = Utf8 ()I #13 = Utf8 SourceFile #14 = Utf8 TestClass.java #15 = NameAndType #7:#8 // "<init>":()V #16 = NameAndType #5:#6 // m:I #17 = Utf8 com/way/clazz/TestClass #18 = Utf8 java/lang/Object

后面的访问标志，域，方法，类属性部分都可以根据以上方法一一拆解。将每个区域的数据结构列在下面

访问标签Access Right

字节码长度为u2，数值是上表中所有为真的标志取“或”运算。例如我们这里是ACC_PUBLIC,ACC_SUPER的，那么就是（0x0001|0x0020）得到0x0021。

索引 Inplement Interfaces

包含类索引，父索引和其它接口索引集合。类索引即对本类的索引，父索引即对继承父类的索引，如果没有继承类，就是java.lang.Object类，所有类都继承自它，它们都最终指向常量池中的值。接口索引是一个表，前两个字节是长度，后面的是对应个数的接口索引，本例没有其他接口。

字段区Field

字段区是表，前两字节是元素个数，之后的每一个元素遵从上表数据结构，attributes_info会连接在元素后面，其他是对常量池的索引。

其中Access_flag就是变量访问修饰符

Descriptor_index指的是数据的类型

方法区Method

方法区和字段区几乎一样

方法访问标识略有不同

属性表

上面的几个部分勾勒了一个类的框架，但一个字段和方法的具体内容则是在属性表里的。因此属性表是灵活和扩展性很强的。

虚拟机规定的属性类别如下：

本例中方法有code属性：

Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 3: 0

对应的字节码是：

根据Code属性数据结构，可以一一对应解读。

Java字节码是JVM运行的的运行依据，JVM在字节码上采取了开放的策略，这也就是为什么有这么多的建立在JVM的语言，如Jython，Scala等。因为只要有相应的编译器将它们的语言文件编译成.class字节码，JVM都可以运行。而这些字节码的结构为什么如此与编译原理以及JVM类加载机制有关。而类加载机制是《深入理解JVM》的下一章节。

http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3978102.html