Java-什么是Java字节码？

柔光的暖阳◎ 2022-12-23 06:59 141阅读 0赞

### 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？ #

# ![1240][] #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3E1NzA2NTAz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

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**![1240 1][]  
    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。  
    ![1346768827_8022.png][]  
    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。

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**持续更新中…**  
**文章参考学习地址：[https://blog.csdn.net/q5706503/article/details/84204747][https_blog.csdn.net_q5706503_article_details_84204747]**

参考以下博主:

[https://www.cnblogs.com/beautiful-code/p/6425376.html][https_www.cnblogs.com_beautiful-code_p_6425376.html]

[http://www.importnew.com/24088.html][http_www.importnew.com_24088.html]

[https://www.cnblogs.com/mar-q/p/7295088.html][https_www.cnblogs.com_mar-q_p_7295088.html]

[1240]: /images/20221120/5e78e13f7d69430e8ae09e92bc2a453a.png
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[http_www.importnew.com_24088.html]: http://www.importnew.com/24088.html
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