參考鏈接：一文讓你明白Java字節(jié)碼
??????????????????Java字節(jié)碼
??????????????????Java虛擬機(jī)字節(jié)碼指令
????????Java號(hào)稱是一門(mén)“一次編譯到處運(yùn)行”的語(yǔ)言，但是我們對(duì)這句話的理解深度又有多少呢？從我們寫(xiě)的java文件到通過(guò)編譯器編譯成java字節(jié)碼文件（也就是.class文件），這個(gè)過(guò)程是java編譯過(guò)程；而我們的java虛擬機(jī)執(zhí)行的就是字節(jié)碼文件。不論該字節(jié)碼文件來(lái)自何方，由哪種編譯器編譯，甚至是手寫(xiě)字節(jié)碼文件，只要符合java虛擬機(jī)的規(guī)范，那么它就能夠執(zhí)行該字節(jié)碼文件。
1、什么是字節(jié)碼
????????字節(jié)碼是Java程序的中間表示，就好比匯編是C或C++程序的中間表示。字節(jié)碼是Java文件通過(guò)javac編譯器產(chǎn)生的（也就是.class文件）。程序中的字節(jié)碼，不管是運(yùn)行時(shí)JIT還是HotSpot，字節(jié)碼都是你程序大小和執(zhí)行速度的重要的一部分。注意，你擁有的字節(jié)碼越多，.class文件就越大，JIT或HotSpot運(yùn)行時(shí)也就需要編譯更多的代碼。
2、解讀字節(jié)碼文件
????????用javac命令或者ide工具將該java源文件編譯成java字節(jié)碼文件，編譯好的字節(jié)碼文件，我們可以看到一堆16進(jìn)制的字節(jié)。如果使用IDE去打開(kāi)，也許看到的是已經(jīng)被反編譯的我們所熟悉的java代碼，而這才是純正的字節(jié)碼，這也是本文的內(nèi)容重點(diǎn)。對(duì)這樣一堆字節(jié)碼感到頭疼，不過(guò)沒(méi)關(guān)系，慢慢試著看懂它。
????????我們也就是按照上面的順序來(lái)對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行解讀的。一共含有10部分，包含魔數(shù)，版本號(hào)，常量池等等，接下來(lái)我們按照順序一步一步解讀。
2.1、魔數(shù)（Magic Number：4個(gè)字節(jié)）
????????前4個(gè)字節(jié)表示的是魔數(shù)，對(duì)應(yīng)Demo的是 0XCAFE BABE。魔數(shù)是用來(lái)區(qū)分文件類型的一種標(biāo)志，一般都是用文件的前幾個(gè)字節(jié)來(lái)表示。比如0XCAFE BABE表示的是class文件，那么有人會(huì)問(wèn)，文件類型可以通過(guò)文件名后綴來(lái)判斷??？是的，但是文件名是可以修改的（包括后綴），那么為了保證文件的安全性，將文件類型寫(xiě)在文件內(nèi)部來(lái)保證不被篡改。從java的字節(jié)碼文件類型我們看到，CAFE BABE翻譯過(guò)來(lái)是咖啡寶貝之意，CAFE BABE = 咖啡。
2.2、JDK版本號(hào)（Version：2 + 2個(gè)字節(jié)）
????????識(shí)別了文件類型之后，接下來(lái)是JDK版本號(hào)。版本號(hào)含次版本號(hào)（2個(gè)字節(jié)）和主次版本號(hào)（2個(gè)字節(jié)）。對(duì)應(yīng)Demo的是0X0000 0033。其中前面的0000是次版本號(hào)，后面的0033是主版本號(hào)。通過(guò)進(jìn)制轉(zhuǎn)換得到的是次版本號(hào)為0，主版本號(hào)為51。
????????從oracle官方網(wǎng)站我們能知道，51對(duì)應(yīng)的正式JDK1.7，而其次版本為0，所以該文件的版本為1.7.0。如果需要驗(yàn)證，可以在用java –version命令輸出版本號(hào)，或者修改編譯目標(biāo)版本–target重新編譯，查看編譯后的字節(jié)碼文件版本號(hào)是否做了相應(yīng)的修改。
2.3、常量池（Constant Pool：2 + n個(gè)字節(jié)）
????????常量池是Class文件中的資源倉(cāng)庫(kù)，下面內(nèi)容中很多地方會(huì)涉及，如Class Name，Interfaces等。常量池中主要存儲(chǔ)2大類常量：字面量和符號(hào)引用。字面量如文本字符串，java中聲明為final的常量值等等，而符號(hào)引用如類和接口的全局限定名，字段的名稱和描述符，方法的名稱和描述符。
????????為什么需要類和接口的全局限定名呢？系統(tǒng)引用類或者接口的時(shí)候不是通過(guò)內(nèi)存地址進(jìn)行操作嗎？java虛擬機(jī)在沒(méi)有將類加載到內(nèi)存的時(shí)候根本都沒(méi)有分配內(nèi)存地址，也就不存在對(duì)內(nèi)存的操作，所以java虛擬機(jī)首先需要將類加載到虛擬機(jī)中，那么這個(gè)過(guò)程設(shè)計(jì)對(duì)類的定位（需要加載A包下的B類，不能加載到別的包下面的別的類中），所以需要通過(guò)全局限定名來(lái)判別唯一性。這就是為什么叫做全局，限定的意思，也就是唯一性。
????????JDK1.7之后又增加了CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_MethodType_info和CONSTANT_InvokeDynamic_info，這樣算起來(lái)一共是14種。
0×0015：由于常量池的數(shù)量不固定（2+n），所以需要在常量池的入口處放置一項(xiàng)u2（u2 – 2個(gè)字節(jié)）類型的數(shù)據(jù)代表常量池?cái)?shù)量。因此該16進(jìn)制是21，表示有20項(xiàng)常量，索引范圍為1~20。明明是21，為何是20呢？因?yàn)镃lass文件格式規(guī)定，設(shè)計(jì)者就講第0項(xiàng)保留出來(lái)了，以備后患。接下來(lái)需要翻譯出20項(xiàng)常量。
Constant #1 （一共有20個(gè)常量，這是第一個(gè)，以此類推…）
0x0a-：從常量類型表中我們發(fā)現(xiàn)，第一個(gè)數(shù)據(jù)均是u1（u1 – 1個(gè)字節(jié)）類型的tag，16進(jìn)制的0a是十進(jìn)制的10，對(duì)應(yīng)表中的CONSTANT_MethodRef_info。
0x-00 04-：CONSTANT_Class_info索引項(xiàng)#4
0x-00 11-：CONSTANT_NameAndType_info索引項(xiàng)#17
Constant #2
0x-09: CONSTANT_FieldRef_info
0×0003 :CONSTANT_Class_info索引項(xiàng)#3
0×0012：CONSTANT_NameAndType_info索引項(xiàng)#18
Constant #3
0×07-: CONSTANT_Class_info
0x-00 13-: 全局限定名常量索引為#19
Constant #4
0x-07 :CONSTANT_Class_info
0×0014:全局限定名常量索引為#20
Constant #5
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0x-00 01-:字符串長(zhǎng)度為1（選擇接下來(lái)的一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度轉(zhuǎn)義）
0x-61:”a”(十六進(jìn)制轉(zhuǎn)ASCII字符)
Constant #6
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0x-00 01：字符串長(zhǎng)度為1
0x-49:”I”
Constant #7
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0x-00 06:字符串長(zhǎng)度為6
0x-3c 696e 6974 3e-:”<init>”
Constant #8
0×01 :CONSTANT_UTF-8_info
0×0003:字符串長(zhǎng)度為3
0×2829 56:”()V”
Constant #9
0x-01:CONSTANT_Utf-8_info
0×0004：字符串長(zhǎng)度為4
0x436f 6465:”Code”
Constant #10
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0×00 0f:字符串長(zhǎng)度為15
0x4c 696e 654e 756d 6265 7254 6162 6c65:”LineNumberTable”
Constant #11
ox01: CONSTANT_Utf-8_info
0×00 12字符串長(zhǎng)度為18
0x-4c 6f63 616c 5661 7269 6162 6c65 5461 626c 65:”LocalVariableTable”
Constant #12
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0×0004 字符串長(zhǎng)度為4
0×7468 6973 :”this”
Constant #13
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0x0f:字符串長(zhǎng)度為15
0x4c 636f 6d2f 6465 6d6f 2f44 656d 6f3b:”Lcom/demo/Demo;”
Constant #14
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0×00 0a:字符串長(zhǎng)度為10
ox74 6573 744d 6574 686f 64:”testMethod”
Constant #15
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0x000a:字符串長(zhǎng)度為10
0x536f 7572 6365 4669 6c65 :”SourceFile”
Constant #16
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0×0009:字符串長(zhǎng)度為9
0x-44 656d 6f2e 6a61 7661 :”Demo.java”
Constant #17
0x0c :CONSTANT_NameAndType_info
0×0007:字段或者名字名稱常量項(xiàng)索引#7
0×0008:字段或者方法描述符常量索引#8
Constant #18
0x0c:CONSTANT_NameAndType_info
0×0005:字段或者名字名稱常量項(xiàng)索引#5
0×0006:字段或者方法描述符常量索引#6
Constant #19
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0×00 0d:字符串長(zhǎng)度為13
0×63 6f6d 2f64 656d 6f2f 4465 6d6f:”com/demo/Demo”
Constant #20
0×01:CONSTANT_Utf-8_info
0×00 10 :字符串長(zhǎng)度為16
0x6a 6176 612f 6c61 6e67 2f4f 626a 6563 74 :”java/lang/Object”
2.4、訪問(wèn)標(biāo)志（Access Flags：2個(gè)字節(jié)）
????????訪問(wèn)標(biāo)志信息包括該Class文件是類還是接口，是否被定義成public，是否是abstract，如果是類，是否被聲明成final。通過(guò)上面的源代碼，我們知道該文件是類并且是public。
0x00 21:是0×0020和0×0001的并集。
2.5、類索引（This Class Name：2個(gè)字節(jié)）
????????類索引用于確定類的全限定名
0×00 03:表示引用第3個(gè)常量（上文2.3中的第3個(gè)常量），同時(shí)第3個(gè)常量引用第19個(gè)常量（上文2.3中的第19個(gè)常量），查找得”com/demo/Demo”。
2.6、父類索引（Super Class Name：2個(gè)字節(jié)）
0×00 04:表示引用第4個(gè)常量（上文2.3中的第4個(gè)常量），同時(shí)第4個(gè)常量引用第20個(gè)常量（上文2.3中的第20個(gè)常量），查找得”java/lang/Object”。
2.7、接口索引（Interfaces：2 + n個(gè)字節(jié)）
????????這個(gè)接口有2+n個(gè)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)表示的是接口數(shù)量，后面跟著就是接口的表。字節(jié)碼為0000說(shuō)明這個(gè)類沒(méi)有任何接口。
2.8、字段表集合（Fields：2 + n個(gè)字節(jié)）
????????字段表用于描述類和接口中聲明的變量，這里的字段包含了類級(jí)別變量以及實(shí)例變量，但是不包括方法內(nèi)部聲明的局部變量。
????????這個(gè)接口有2+n個(gè)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)表示的是聲明的變量數(shù)量，后面跟著就是聲明的變量。字節(jié)碼為0001說(shuō)明這個(gè)類有一個(gè)聲明的變量。
????????那么接下來(lái)我們要針對(duì)這樣的字段進(jìn)行解析。
0×00 02:訪問(wèn)標(biāo)志為private（見(jiàn)2.4）
0×00 05:字段名稱索引為#5，對(duì)應(yīng)的是”a”
0x00 06:描述符索引為#6，對(duì)應(yīng)的是”I”
0x00 00:屬性表數(shù)量為0，因此沒(méi)有屬性表。（見(jiàn)2.9）
2.9、方法（Methods：2 + n個(gè)字節(jié)）
0x00 02:表示有兩個(gè)方法
第一個(gè)方法
0×00 01:訪問(wèn)標(biāo)志 ACC_PUBLIC，表明該方法是public。（見(jiàn)2.4）
0×00 07:方法名索引為#7，對(duì)應(yīng)的是””
0×00 08:方法描述符索引為#8，對(duì)應(yīng)的是”()V”
0×00 01:屬性表數(shù)量為1（一個(gè)屬性表）
????????一個(gè)u2的屬性名稱索引，一個(gè)u2的屬性長(zhǎng)度加上屬性長(zhǎng)度的info。
????????虛擬機(jī)規(guī)范預(yù)定義的屬性有很多，比如Code，LineNumberTable，LocalVariableTable，SourceFile等等，這個(gè)網(wǎng)上可以搜索到。
????????按照上面的表結(jié)構(gòu)解析得到下面信息：
0×00 09:名稱索引為#9(“Code”)。
0×00 0000 38：屬性長(zhǎng)度為56字節(jié)。
????????前面6個(gè)字節(jié)（名稱索引2字節(jié)+屬性長(zhǎng)度4字節(jié)）已經(jīng)解析過(guò)了，所以接下來(lái)就是解析剩下的56-6=50字節(jié)即可。
0×00 02:max_stack=2
0×00 01:max_locals=1
0×00 0000 0a:code_length=10
0x2a b700 012a 04b5 0002 b1:這是code代碼，可以通過(guò)虛擬機(jī)字節(jié)碼指令進(jìn)行查找。
2a=aload_0(將第一個(gè)引用變量推送到棧頂)
b7=invokespecial(調(diào)用父類構(gòu)造方法)
00=什么都不做
01=將null推送到棧頂
2a=同上
04=iconst_1 將int型1推送到棧頂
b5=putfield 為指定的類的實(shí)例變量賦值
00= 同上
02=iconst_m1 將int型-1推送棧頂
b1=return 從當(dāng)前方法返回void
整理，去除無(wú)動(dòng)作指令得到下面
0 : aload_0
1 : invokespecial
4 : aload_0
5 : iconst_1
6 : putfield
9 : return
關(guān)于虛擬機(jī)字節(jié)碼指令這塊內(nèi)容，后期會(huì)繼續(xù)深入下去…… 目前只需要了解即可。接下來(lái)順著Code屬性表繼續(xù)解析下去:
0×00 00:exception_table_length=0
0×00 02:attributes_count=2(Code屬性表內(nèi)部還含有2個(gè)屬性表)
0×00 0a:第一個(gè)屬性表是”LineNumberTable”
0×00 0000 0a:“屬性長(zhǎng)度為10″
0×00 02:line_number_table_length=2
????????line_number_table是一個(gè)數(shù)量為line_number_table_length，類型為line_number_info的集合，line_number_info表包括了start_pc和line_number兩個(gè)u2類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)，前者是字節(jié)碼行號(hào)，后者是Java源碼行號(hào)
0×00 00:start_pc=0
0×00 03:end_pc=3
0×00 04:start_pc=4
0×00 04:end_pc=4
0×00 0b:第二個(gè)屬性表是”LocalVariableTable”
0×00 0000 0c:屬性長(zhǎng)度為12
0×00 01:local_variable_table_length=1
然后按照l(shuí)ocal_variable_info表結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析：
0×00 00:start_pc=0
0×00 0a:length=10
0x000c:name_index=”this”
0x000d:descriptor_index #13 (“Lcom/demo/Demo”)
0x0000:index=0
第二個(gè)方法
0×00 04:”protected”
0×00 0e:#14（”testMethod”）
0×00 08:“()V”
0×0001:屬性數(shù)量=1
0×0009:”Code”
0×0000 002b:屬性長(zhǎng)度為43
解析一個(gè)Code表
0000:max_stack =0
0001:max_local =1
0000 0001:code_length =1
0xb1:return(該方法返回void)
0×0000:異常表長(zhǎng)度=0
0×0002:屬性表長(zhǎng)度為2
//第一個(gè)屬性表
0x000a:#10，LineNumberTable
0×0000 0006:屬性長(zhǎng)度為6
0×0001:line_number_length = 1
0×0000:start_pc =0
0×0008:end_pc =8
//第二個(gè)屬性表
0x000b:#11 ，LocalVariableTable
0×0000 000c:屬性長(zhǎng)度為12
0×0001:local_variable_table_length =1
0×0000:start_pc = 0
0×0001:length = 1
0x000c:name_index =#12 “this”
0x000d:描述索引#13 “Lcom/demo/Demo;”
0x0000:index=0
2.10、屬性（Attribute：2 + n個(gè)字節(jié)）
0×0001:同樣的，表示有1個(gè)Attributes了。
0x000f:#15(“SourceFile”)
0×0000 0002:attribute_length=2
0×0010:sourcefile_index = #16(“Demo.java”)
SourceFile屬性用來(lái)記錄生成該Class文件的源碼文件名稱。
