[置顶] Java字节码文件剖析

Java为什么能够支持跨平台，其实关键就是在于其*.class字节码文件，因为*.class字节码文件有一个统一标准的规范，里面是JVM运行的时需要的相关指令,各家的JVM必须能够解释编译执行标准字节码文件，因此Java是一种跨平台语言，再想想C++/C等语言为什么不是跨平台的，就是因为其源文件经过编译后生成的就是针对特定机器的汇编代码

字节码文件解析

在解析之前最好下载一个工具方便查看（Bytecode viewer）,当然也可以不用下载，直接使用JDK自带的命令如javap –c –s –l –verbose (字节码文件去掉扩展名)

一个简单的程序

public class Test {
private static final int MAX_COUNT=1000;
private static int count=0;
public int bar() throws Exception{
	if(++count>=MAX_COUNT){
		count=0;
		throw new Exception("count overflow");
	}
	return count;
}
}

运行工具软件查看得下图：

看到了吧，一个字节码文件由6部份组成，先看第一部份General Information,这一部份中说明了JDK使用的版本号Major version=51表示使用的是JDK 7,Minor version=0表示的是次版本号，这也限制了运行此字节码文件需要的最低JDK版本号，不信你可以试试下面这条语句，其实就是从字节码文件中获取到class的版本号

System.out.println(System.getProperty("java.class.version"));

下面是constant pool=35,常量池中存放着类中定义的所有常量，大致包括类名，方法名，特征符以及字符串等，Access flag=0x0021[public]表识该类的访问权限，This class=cp_info_#1<Test>其中cp是const pool的缩写，表示这个类的信息保存在了1号常量池中，下面讲到constant pool时再说，super class=cp_info_#3也表示同一个意思，Interface count=0表示类没有实现接口，Fields count=2说明类中定义了两个成员变量，不信你看看刚才的源文件是不是有两个变量，Methods count=3表明类中定义的方法数是3(clinit对静态变量进行赋值由JVM调用， init为类的构造函数 bar用户自定义函数)，Attribute count=1表示是类格式属性看看常量池如下，不截图了

[01] CONSTANT_Class_info
	Classname:cp_info_#2<Test>
表示Classname存放在2号常量池中
[02] CONSTANT_Utf8_info
	Length of byte array :4
	Length of string:4
	String: Test

表示类名是Test,长度是4，占用4个字节

其他类似，看看方法Method里的<init>即构造函数

Name: cp_info_#17<<init>>
Desciptor:cp_info_#11<()V>
Access flags:0x0001[public]

Name的信息在常量池cp_info_#17中

Length of byte array:6
Length of string:6
String:<init>

从中可以看出其定义了字节码中类的构造函数的方法名，Descriptor描述的是函数的返回类型

Length of byte array:3
Length of string:3
String:()V

描述了函数的返回类型即为void类型，这个Access flags就不用多说了吧，表示的是函数访问权限，缺省构造器中的“指令是面向过程的汇编语言。aload_0说的是把对象的引用保存到JVM的0号局部变量，并且把它压入栈。invokespecial #1这条命令是调用java.lang.Object中的构造（这些信息保存在1号常量项里，好处是减少字节码的长度），return是执行完毕退出的意思。Bar函数的分析类似，其字节码文件对应的指令如下

getstatic #13<Test.count>
iconst_1
iadd
dup
putstatic #13<Test.count>
sipush 1000
if_icmplt 29(+17)
iconst_0
putstatic #13<Test.count>
new #25
dup
ldc #27<count overflow>
invokespecial #29<java/lang/Exception.<init>>
athrow
getstatic #13<Test.count>
ireturn