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2024-06-23 04:44| 来源: 网络整理| 查看: 265

Java-什么是Java字节码? 什么是Java字节码?JAVA程序的运行字节码是怎么产生的?字节码怎么解读?

什么是Java字节码?

它是程序的一种低级表示,可以运行于Java虚拟机上。将程序抽象成字节码可以保证Java程序在各种设备上的运行

Java号称是一门“一次编译到处运行”的语言,从我们写的java文件到通过编译器编译成java字节码文件(.class文件),这个过程是java编译过程;而我们的java虚拟机执行的就是字节码文件。不论该字节码文件来自何方,由哪种编译器编译,甚至是手写字节码文件,只要符合java虚拟机的规范,那么它就能够执行该字节码文件。

JAVA程序的运行

因为Java具有跨平台特性,为了实现这个特性Java执行在一台虚拟机上,这台虚拟机也就是JVM,Java通过JVM屏蔽了不同平台之间的差异,从而做到一次编译到处执行。JVM位于Java编译器和OS平台之间,Java编译器只需面向JVM,生成JVM能理解的代码,这个代码即字节码,JVM再将字节码翻译成真实机器所能理解的二进制机器码。

字节码是怎么产生的?

我们所编写的程序都是.java格式,通常在执行的时候也许点击一下eclipse的运行键就可以在控制台看到运行结果,但是也可以更酷一些,如果你装了JDK,那就可以直接在以命令行的方式编译运行你的.java文件,编译后会形成.class文件,这个.class文件即字节码。

字节码怎么解读?

上图是编译好的字节码文件,即一堆16进制的字节,如果使用IDE去打开,也许看到的是已经被反编译的我们所熟悉的java代码,但这才是纯正的字节码

这里只介绍字节码由哪些部分组成, 具体的意思自行百度或者看文尾的连接, 有较为详细的讲解

上图即字节码文件的组成部分, 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,  如上图左侧即每一部分规定的长度

魔数(Magic Number) 魔数是用来区分文件类型的一种标志,一般都是用文件的前几个字节来表示。 比如0XCAFE BABE表示的是class文件,那么有人会问,文件类型可以通过文件名后缀来判断啊?是的,但是文件名是可以修改的(包括后缀),那么为了保证文件的安全性,将文件类型写在文件内部来保证不被篡改。 至于为什么是CAFE BABE估计大家也能猜到, 程序员与咖啡的不解之缘版本号(Version) 版本号含主版本号和次版本号,都是各占2个字节。在此Demo种为0X0000 0033。其中前面的0000是次版本号,后面的0033是主版本号。通过进制转换得到的是次版本号为0,主版本号为51。高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件,但不能运行以后版本的Class文件,即使文件格式未发生任何变化.  这就是target参数的用处,可以在使用JDK 1.7编译时指定-target 1.5常量池(Constant Pool) 常量池是Class文件中的资源仓库, 量池中主要存储2大类常量:字面量和符号引用。字面量如文本字符串,java中声明为final的常量值等等,而符号引用如类和接口的全局限定名,字段的名称和描述符,方法的名称和描述符。常量池是一个表结构,在表的内容前有一个类型的计数器,表示常量池的长度 上面的表中描述了11中数据类型的结构,其实在jdk1.7之后又增加了3种(CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_MethodType_info以及CONSTANT_InvokeDynamic_info)。这样算起来一共是14种访问标志(Access_Flag) 访问标志信息包括该Class文件是类还是接口,是否被定义成public,是否是abstract,如果是类,是否被声明成final。通过上面的源代码,我们知道该文件是类并且是public。 0x 00 21:是0×0020和0×0001的并集。其中0×0020这个标志值涉及到字节码指令类索引(This Class Name) 类索引用于确定类的全限定名 0×00 03 表示引用第3个常量,同时第3个常量引用第19个常量,查找得”com/demo/Demo”。#3.#19父类索引(Super Class Name) 0×00 04 同理:#4.#20(java/lang/Object)接口索引(Interfaces) 通过上边字节码图可以看到,这个接口有2+n个字节,前两个字节表示的是接口数量,后面跟着就是接口的表。我们这个类没有任何接口,所以应该是0000。果不其然,查找字节码文件得到的就是0000。字段表集合(fields) 字段表用于描述类和接口中声明的变量。这里的字段包含了类级别变量以及实例变量,但是不包括方法内部声明的局部变量。接下来就是2+n个字段属性。我们只有一个属性a,所以应该是0001。查找文件果不其然是0001。 该区域含有字段的访问标志, 访问权限, 字段的名称索引, 字段的描述符索引, 属性表  描述符的作用就是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表和返回值。而属性表就是为字段表和方法表提供额外信息的表结构。对于字段来说,此处如果将字段声明为一个static final msg = "aaa"的常量,则字段后就会跟着一个属性表,其中存在一项名为ConstantValue,指向常量池中的一个常量,值为的"aaa"。  方法(methods) 包含访问标志表, 方法名索引 , 方法描述符索引, 属性表数量,等Attribute 0×0001 :同样的,表示有1个Attributes了。 0x000f : #15(“SourceFile”) 0×0000 0002 attribute_length=2 0×0010 : sourcefile_index = #16(“Demo.java”) SourceFile属性用来记录生成该Class文件的源码文件名称。

持续更新中… 文章参考学习地址:https://blog.csdn.net/q5706503/article/details/84204747

参考以下博主:

https://www.cnblogs.com/beautiful-code/p/6425376.html

http://www.importnew.com/24088.html

https://www.cnblogs.com/mar-q/p/7295088.html



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