Java虚拟机(JVM)（2）—— 字节码文件

前言

因为JVM针对各种操作系统和平台都进行了定制，无论在什么平台，都可以通过javac命令将一个.java文件编译成固定格式的字节码（.class文件）供JVM使用。之所以被称为字节码，是因为 .class文件是由十六进制值组成的，JVM以两个十六进制值为一组，就是以字节为单位进行读取

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一、Demo原码

package com.java.jvm;

public class Demo1 {
    private int a = 1;

    public int getA() {
        return a;
    }

    public void setA(int a) {
        this.a = a;
    }
}

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二、字节码文件的产生

1、javac命令产生

在原码所在文件下进入doc命令窗口，使用javac生成

2、idea主动编译或者运行时产生

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三、Class文件打开方式

1、使用文本工具打开

内容如下：

2、javap查看字节码文件

javap是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。

直接输入javap查看所有参数。输入javap -v 字节码文件名称 查看具体的字节码信息。如果jar包需要先使用 jar –xvf 命令解压。

3、jclasslib查看字节码文件

jclasslib也有Idea插件版本，建议开发时使用Idea插件版本，可以在代码编译之后实时看到字节码文件内容。

1、打开idea的插件页面，搜索jclasslib

2、选中要查看的源代码文件，选择 视图(View) - Show Bytecode With Jclasslib(在编译好的情况下)

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四、字节码文件的组成

1、 基本信息

1）Magic魔数

每个Java字节码文件的前四个字节是固定的，用16进制表示就是0xcafebabe。文件是无法通过文件扩展名来确定文件类型的，文件扩展名可以随意修改不影响文件的内容。软件会使用文件的头几个字节（文件头）去校验文件的类型，如果软件不支持该种类型就会出错。

初此之外，还有一些其他格式的魔数如下：

文件类型	字节数
jpj	FFD8FF
png	89504E47（文件尾也有要求）
xml	3C3F786D6C
java字节码文件	CAFEBABE

2）主副版本号

主副版本号指的是编译字节码文件时使用的JDK版本号，主版本号用来标识大版本号，JDK1.0-1.1使用了45.0-45.3，JDK1.2是46之后每升级一个大版本就加1；副版本号是当主版本号相同时作为区分不同版本的标识，一般只需要关心主版本号。
1.2之后大版本号计算方法就是 : 主版本号 – 44，比如主版本号52就是JDK8。

版本号的作用主要是判断当前字节码的版本和运行时的JDK是否兼容。如果使用较低版本的JDK去运行较高版本JDK的字节码文件，无法使用会显示如下错误：

有两种方案：
1.升级JDK版本，将图中使用的JDK6升级至JDK8即可正常运行，容易引发其他的兼容性问题，并且需要大量的测试。
2.将第三方依赖的版本号降低或者更换依赖，以满足JDK版本的要求。建议使用这种方案

3）其他基础信息

其他基础信息包括访问标识、类和接口索引，如下：

2、常量池

常量池存放两大类常量：字面量和符号引用。
字面量： 字面量就是指由字母、数字等构成的字符串或者数值常量。字面量只可以右值出现。
符号引用： 符号引用为指向字面量的索引。

3、字段

字段中存放的是当前类或接口声明的字段信息。
如下图中，定义了两个字段a1和a2，这两个字段就会出现在字段这部分内容中。同时还包含字段的名字、描述符（字段的类型）、访问标识（public/private static final等）。

4、方法

字节码中的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属性中。

5、属性

属性主要指的是类的属性，比如源码的文件名、内部类的列表等。