什么是字節(jié)碼
說起字節(jié)碼就不得不說兩個(gè)東西：java語言規(guī)范和java虛擬機(jī)規(guī)范。
Java語言規(guī)范只是規(guī)定了Java語言相關(guān)的約束以及規(guī)則，而虛擬機(jī)規(guī)范則才是真正從跨平臺的角度去設(shè)計(jì)的。
java語言的跨平臺在一定程度上也是字節(jié)碼帶來的益處
java語言是跨平臺的，所謂一次編寫，到處運(yùn)行。之所以是跨平臺的，就是java定義了一套與操作系統(tǒng)，硬件無關(guān)的字節(jié)碼格式，這個(gè)字節(jié)碼就是用java class文件來表示的，java class文件內(nèi)部定義了虛擬機(jī)可以識別的字節(jié)碼格式，這個(gè)格式是平臺無關(guān)性的，在linux系統(tǒng)或者在windows系統(tǒng)上都是一致的。這個(gè)就好比html文件，我們定義好規(guī)范，這個(gè)系統(tǒng)只要去按照規(guī)范顯示出來里面的內(nèi)容就好了。好比html就是class文件，瀏覽器就是虛擬機(jī)一樣，通過瀏覽器去執(zhí)行html的渲染過程，我們無論是用手機(jī)，Windows系統(tǒng)，蘋果系統(tǒng)上網(wǎng)，顯示出來的內(nèi)容都是一樣。 java虛擬機(jī)可以從class文件中加載預(yù)定義的字節(jié)碼，也可以從網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫，消息文件中加載字節(jié)碼。
不僅僅java才有字節(jié)碼
例如groovy 、Scala等等編譯之后都可以轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼，運(yùn)行在jvm虛擬機(jī)上。
java代碼被編譯之后，最終輸出了.class文件。這個(gè)文件就是字節(jié)碼文件，會被jvm虛擬機(jī)執(zhí)行。
class 文件 結(jié)構(gòu)
兩種數(shù)據(jù)類型：無符號數(shù)和表。
無符號數(shù)就是u1、u2、u4、u8來分別代表1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)字節(jié)。表是由
多個(gè)無符號數(shù)或其他表構(gòu)成的復(fù)合數(shù)據(jù)類型，以“_info”結(jié)尾。在表開始位置，
通常會使用一個(gè)前置的容量計(jì)數(shù)器，因?yàn)楸硗ǔＲ枋鰯?shù)量不定的多個(gè)數(shù)據(jù)。
來看看，
其中上圖中的第1、2、 3 行為header ，共暫用8個(gè)字節(jié)。
header中包含的版本號信息，和jdk的兼容性有關(guān)。只有高版本編譯的class文件可以兼容低版本的jdk。也就是向下兼容。
實(shí)際分析
class文件結(jié)構(gòu)之header
還記得上一篇文章，我們寫的測試程序嗎，代碼如下
<pre>
public class Main {
public static void main(String args [] ) {
System.out.println(" program main method execute ! ");
}
}
</pre>
用UE打開
Header部分，前八位：00000000h: CA FE BA BE 00 00 00 31 ; 漱壕...1
前四位（U4）為CAFEBABE是魔數(shù)，緊接著的00 00 ，次版本號（U2）,再接著的 00 31 代表主版本（U2） 十進(jìn)制是 49 ，根據(jù)如下的jdk版本對照表，得知，最低兼容 1.5
class文件結(jié)構(gòu)之常量池
常量池，是保存所有常量的一個(gè)區(qū)間，包括但不限于字符串，還包含方法名，字面量等等。當(dāng)前類的類名， 字段名， 方法名， 各個(gè)字段和方法的描述符， 對當(dāng)前類的字段和方法的引用信息， 當(dāng)前類中對其他類的引用信息等等。可以說，它保存了當(dāng)前類的所有元數(shù)據(jù)?。。?/p>
常量池中包含的數(shù)據(jù)類型如下
下一步，00 22 ，代表常量池中常量的個(gè)數(shù)，22 十進(jìn)制為34 ，表示常量池里有下標(biāo)為1~33的表項(xiàng)目。
下標(biāo)從1開始而不是0，是因?yàn)榈?個(gè)表項(xiàng)表示“不引用常量池中的任意一項(xiàng)”。具體表項(xiàng)看看下圖。
這些表項(xiàng)有一個(gè)共同的特點(diǎn)是，他們的TAG都是U1類型的?。。?/p>
幸虧他們的TAG都是U1類型的，否則，jvm該如何計(jì)算和分析呢！
分析第一項(xiàng)：0A 為tag，十進(jìn)制為10對應(yīng)上方表格中的CONSTANT_Methodref_info , 這個(gè)methodref結(jié)構(gòu)是 u1 / u2 / u2 ,u1代表tag剛才說了，再看第二個(gè)u2代表的index為00 06 十進(jìn)制是6 ，指向方法聲明類描述符class_info中的索引。第三個(gè)元素u2 代表的index是 00 14 十進(jìn)制是 20，同樣指向字段描述。nameAndType_info的索引。綜合起來，這個(gè)0A 0006 0014 就代表了方法的描述。
其他部分的理解和分析，也都大致如此。
常量池主要為后面的_info字段服務(wù)的。
我們看看，剛才我們的那個(gè)類都有哪些常量。
逐個(gè)分析是比較麻煩的，可以使用JDK自帶的用于分析Class文件字節(jié)碼的工具javap
class文件結(jié)構(gòu)之訪問標(biāo)志（access_flags）
class文件結(jié)構(gòu)之 類索引、父類索引與接口索引集合（this_class 、 super_class 、 interfaces_count 和 interfaces）
- this_class：**類索引，用于確定這個(gè)類的全限定名，占2字節(jié)
- super_class：**父類索引，用于確定這個(gè)類父類的全限定名（Java語言不允許多重繼承，故父類索引只有一個(gè)。除了java.lang.Object類之外所有類都有父類，故除了java.lang.Object類之外，所有類該字段值都不為0），占2字節(jié)
- interfaces_count：**接口索引計(jì)數(shù)器，占2字節(jié)。如果該類沒有實(shí)現(xiàn)任何接口，則該計(jì)數(shù)器值為0，并且后面的接口的索引集合將不占用任何字節(jié)，
- interfaces：**接口索引集合，一組u2類型數(shù)據(jù)的集合。用來描述這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了哪些接口，這些被實(shí)現(xiàn)的接口將按implements語句（如果該類本身為接口，則為extends語句）后的接口順序從左至右排列在接口的索引集合中
this_class、super_class與interfaces中保存的索引值均指向常量池中一個(gè)CONSTANT_Class_info類型的常量，通過這個(gè)常量中保存的索引值可以找到定義在CONSTANT_Utf8_info類型的常量中的全限定名字符串
字段表集合（fields_count 和 fields）
fields_count：字段表計(jì)數(shù)器，即字段表集合中的字段表數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。占2字節(jié)
fields：字段表集合，一組字段表類型數(shù)據(jù)的集合。字段表用于描述接口或類中聲明的變量，包括類級別（static）和實(shí)例級別變量，不包括在方法內(nèi)部聲明的變量
在Java中一般通過如下幾項(xiàng)描述一個(gè)字段：字段作用域（public、protected、private修飾符）、是類級別變量還是實(shí)例級別變量（static修飾符）、可變性（final修飾符）、并發(fā)可見性（volatile修飾符）、可序列化與否（transient修飾符）、字段數(shù)據(jù)類型（基本類型、對象、數(shù)組）以及字段名稱。在字段表中，變量修飾符使用標(biāo)志位表示，字段數(shù)據(jù)類型和字段名稱則引用常量池中常量表示，字段表格式如下表所示：
字段修飾符放在access_flags中，占2字節(jié)
方法表集合（methods_count 和 methods）
methods_count：方法表計(jì)數(shù)器，即方法表集合中的方法表數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。
methods：方法表集合，一組方法表類型數(shù)據(jù)的集合。方法表結(jié)構(gòu)和字段表結(jié)構(gòu)一樣：
數(shù)據(jù)項(xiàng)的含義非常相似，僅在訪問標(biāo)志位和屬性表集合中的可選項(xiàng)上有略微不同
由于ACC_VOLATILE標(biāo)志和ACC_TRANSIENT標(biāo)志不能修飾方法，所以access_flags中不包含這兩項(xiàng)，同時(shí)增加ACC_SYNCHRONIZED標(biāo)志、ACC_NATIVE標(biāo)志、ACC_STRICTFP標(biāo)志和ACC_ABSTRACT標(biāo)志
屬性表集合（attributes_count 和 attributes）
在Class文件、屬性表、方法表中都可以包含自己的屬性表集合，用于描述某些場景的專有信息
與Class文件中其它數(shù)據(jù)項(xiàng)對長度、順序、格式的嚴(yán)格要求不同，屬性表集合不要求其中包含的屬性表具有嚴(yán)格的順序，并且只要屬性的名稱不與已有的屬性名稱重復(fù)，任何人實(shí)現(xiàn)的編譯器可以向?qū)傩员碇袑懭胱约憾x的屬性信息。虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)會忽略不能識別的屬性，為了能正確解析Class文件，虛擬機(jī)規(guī)范中預(yù)定義了虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)必須能夠識別的9項(xiàng)屬性：
每種屬性均有各自的表結(jié)構(gòu)。這9種表結(jié)構(gòu)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即均由一個(gè)u2類型的屬性名稱開始，可以通過這個(gè)屬性名稱來判段屬性的類型。
詳情參考下面的鏈接第二條。
參考：
https://github.com/waylau/java-virtual-machine-specification
http://blog.csdn.net/a19881029/article/details/16117251
