【JVM】2.字节码文件详解

2.字节码文件详解

JVM的组成

类加载器Classloader、运行时数据区域（JVM管理的内存）、执行引擎（即时编译器、解释器、垃圾回收器等）、本地接口（本地已经编译的方法比如虚拟机中提供的c/c++方法）。

接下来要学的是类加载器、运行时数据区域、垃圾回收器、即时编译器。解释器和本地接口是JVM的底层源码部分，程序员无法进行修改，如果有兴趣再去了解。

在学这些之前，先了解一下输入JVM的字节码文件是怎么回事。

字节码文件的组成

（1）如何以正确的姿势打开字节码文件？

字节码文件是以二进制进行存储的，win上的记事本、notepad++等软件都无法打开查看。

可以使用jclasslib这个软件来查看字节码文件。

（2）字节码文件是如何组成的？

一个字节码文件由以下部分组成：

第一部分：基本信息

• 魔数：一个文件无法通过文件扩展名确定文件类型。 文件扩展名可以随意修改，不会影响文件的内容。软件是通过文件的头几个字节去校验文件的类型，如果软件不支持该种类型就会出错。Java字节码文件中，将文件头（CAFRBABE）称为magic魔数。

• 主副版本号：编译字节码文件的jdk版本号。主版本号用来标识大版本号，副版本号用来标识小版本号。jdk1.2之后大版本号计算方法是：主版本号-44。比如主版本号52就是jdk8，主版本号61就是jdk17。一般只关心主版本号。版本号的作用是用来判断jdk版本是否与当前字节码文件兼容，如果不兼容就不能用当前jdk解释该字节码文件。版本号不兼容，升级jdk或者将第三方依赖的版本号降低或者更换依赖。一般来说都是采用第二种，因为影响比较小

第二部分：常量池

其主要保存的就是常量。每一个常量都有一个编号（编号从1开始）。字节码文件中所有的字符串都能在这里找到。常量池里边其实也是有分类型的：字符串对象（保存着指向字符串常量的编号）、方法名、类名、字符串常量。

在字段和方法的字节码指令中，通过常量编号可以快速找到对应的常量。这种方式称为符号引用。

第三部分：字段

其实就是类的属性。字段名会指向常量池中的字符串。

第四部分：方法

方法区域是存放字节码指令的核心位置，字节码指令的内容存放在方法的code属性之中。

面试中会遇到一道比较经典的题：int i=0;i=i++结果是多少或者int i=0;i=++i结果是多少。这时候就可以从字节码指令来解释了。

（3）字节码有哪些常见工具？

• javap -v命令：jdk自带的反编译工具，可以通过控制台查看字节码文件的内容，适合在服务器上查看字节码文件内容。输入javap -v 字节码文件名称可以查看字节码文件内容。如果是jar包，需要先用jar -xvf进行解压。
• jclasslib：这个软件其实有idea的插件版本。在插件中用jclasslib进行查找即可。记得修改完源代码之后需要重新编译才能看到字节码文件的改变。

• 阿里的arthas：这是一款宝藏工具。 这个工具很好玩，官网上有详细的文档。下载arthas的jar包，然后java -jar arthas-boot.jar运行，选择想要监控的Java进程，然后看文档找命令即可。查看字节码、反编译等等它都行。