java基础之字节码--概念

基础

      java源文件经过编译器编译后生成一个class文件，.class是二进制字节码文件，我们无法直接打开
查看里面的内容。但可以通过javap命令查看。

比如有一个D:coce\java\test\Test20.java文件

 

编译
通过javac 命令编译Test20.java文件
-- javac D:coce\java\test\Test20.java 会在 D:coce\java\test目录下生成一个Test20.class文件
如果想在D:根目录下生成Test20.class文件则执行
-- javac -d D:\ D:coce\java\test\Test20.java

 

执行
-- java D:coce\java\test\Test20
编译器将会直接解释执行Test20.class文件
-- java  -cp D:coce\java\test Test20
编译器将会先找到D:coce\java\test文件夹；然后执行该文件夹下的Test20.class文件

 

字节码
 D:coce\java\test>javap -c Test20

直接在控制台输出字节码文件。
 D:coce\java\test>javap -c Test20 > Test20.bytecode
会在class目录下生成一个Test20.bytecode文件，用记事本打开就可以看到里面的内容了。

 

栈结构
      每一个线程都有一个栈，栈由栈帧组成，线程每调用一个方法产生一个栈帧，栈帧由三部分组成操作数栈，局部变量数组和当前方法 所属类的 常量池的 引用( 帧数据)。
      局部变量数组 存放方法的参数，一些局部变量等。大小在编译时候确定的。
      操作数栈 是一个LIFO栈，两个动作组成压入和取出，也是在编译时确定的。
      帧数据 ，java栈帧还包括了为了支持常量池，方法返回值和异常分发需要的数据，他们被保存在帧数据中。

 

源文件

package com.test;

public class Test1 {
 
 public static void main(String[] args) {
  Test1 t = new Test1();
  t.sayHelloWord();
 }
 
 public void sayHelloWord() {
  String h1 = new String ("HelloWord");
  System.out.println(h1);
 }

}

 
字节码文件

Compiled from "Test1.java"
public class com.test.Test1 extends java.lang.Object{
public com.test.Test1();
  Code:
   0: aload_0 // 将方法第一参数的地址推入栈顶，方法第一个参数就是this
   1: invokespecial #8; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4: return

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   0: new #1; //class com/test/Test1
   3: dup
   4: invokespecial #16; //Method "<init>":()V
   7: astore_1
   8: aload_1
   9: invokevirtual #17; //Method sayHelloWord:()V
   12: return

public void sayHelloWord();
  Code:
   0: new #23; //class java/lang/String
   3: dup
   4: ldc #25; //String HelloWord
   6: invokespecial #27; //Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
   9: astore_1
   10: getstatic #30; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   13: aload_1
   14: invokevirtual #36; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   17: return

}

 
 说明：
  1. ()V 标志该方法没有参数
  2. #23 代表23号常量项
  3. getstatic 调用静态对象
  4. invokestatic：调用静态方法 ，在加载时期就确定调用方法的入口地址。
  5. invokespecial：调用特定的方法，指的是不会根据对象实例的变化而变化的方法，
     譬如调用构造方法，父类的方法等 ，在加载时期就确定调用方法的入口地址。
     运行时，invokespecial选择方法基于引用的类型，而不是对象所属的类。
     但invokevirtual则选择当前引用的对象。
  6. invokevirtual：调用虚方法，具体调用的方法与调用的对象有关，如对象本身的方法。
在运行期确定才确定调用方法的入口。
  7. invokeinterface：与invokevirtual一样，只是方法是在接口中声明的，在运行期确定才确定调用方法的入口。

  8. 字节码前面都有些数字，0.3.4.6....等等。为什么不是连续的啊？如new指令，指令本身占一个字节（栈帧是以字节为单位的），参数占两个字节，所以dup指令从3开始。dup指令没有参数，只有指令本身占用一个字节，所以ldc指令从4开始。 

public void sayHelloWord();
  Code:
   // 将当前对象的this压入操作栈，对于实例方法和构造函数的局部变量表 来说第一个入口总是这个“this”。
   // 因为你需要访问一些实例中的方法和变量

   0: new #23; //class java/lang/String
   // 在堆中分配一个Sting类型的空间，用来存放String类型的对象。这是并没有存放实际的对象，只是开辟一个空间。
   // 并把指向该堆的(地址)引用压入操作数栈。
 
   3: dup
   //复制操作数栈 栈顶数据，并把复制的数据压入操作数栈。当前操作数栈对该Stirng对象有两个相同的引用。

   4: ldc #25; //String HelloWord
   // 将常量池中HelloWord的(地址)引用压入操作数栈顶

   6: invokespecial #27; //Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
   // dup指令这里有两个引用，其中的一个引用调用String的构造方法，初始化对象；另一个相同的引用指向
   // 初始化对象，前一个引用出栈。
   // 调用的是String(String)这一个构造器。将ldc指令所找到的"HelloWord"的内容传入到new指令所开辟在堆中的字符串对象中，
   // 然后将这个对象的引用压入操作数栈顶 

   9: astore_1
   // 弹出操作数栈顶数据存放在局部变量区的第一个位置上。此时存放的是new指令创建出的，
   // 已经被初始化的String对象的地址。

   10: getstatic #30; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   // 调用静态对象out

   13: aload_1
   //把存放在局部变量表中索引1位置的对象引用压入操作栈,

   14: invokevirtual #36; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   // 调用println方法

   17: return
   // 指向完毕，返回

}