Java字节码文件剖析

集水坑 发布于 2013/07/12 10:52
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  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

  [java]

  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;

  }

  }

  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

  [java]

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

  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http://www.cdtarena.com/java.html

  [java]

  [01] CONSTANT_Class_info

  Classname:cp_info_#2

  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

  [01] CONSTANT_Class_info

  Classname:cp_info_#2

  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里的即构造函数

  [java]

  Name: cp_info_#17<>

  Desciptor:cp_info_#11<()V>

  Access flags:0x0001[public]

  Name: cp_info_#17<>

  Desciptor:cp_info_#11<()V>

  Access flags:0x0001[public]

  Name的信息在常量池cp_info_#17中

  [java]

  Length of byte array:6

  Length of string:6

  String:

  Length of byte array:6

  Length of string:6

  String:

  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

  [java]

  Length of byte array:3

  Length of string:3

  String:()V

  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

  [java]

  getstatic #13

  iconst_1

  iadd

  dup

  putstatic #13

  sipush 1000

  if_icmplt 29(+17)

  iconst_0

  putstatic #13

  new #25

  dup

  ldc #27

  invokespecial #29>

  athrow

  getstatic #13

  ireturn

  getstatic #13

  iconst_1

  iadd

  dup

  putstatic #13

  sipush 1000

  if_icmplt 29(+17)

  iconst_0

  putstatic #13

  new #25

  dup

  ldc #27

  invokespecial #29>

  athrow

  getstatic #13

  ireturn

 
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