Java虚拟机（JVM）之字节码文件

news2024/11/23 22:58:47

让我们先来简单了解一下JVM。

JVM功能：

1、解释和运行：对字节码文件中的指令，实时的解释成机器码让计算机执行。

2、内存管理：自动为对象、方法等分配内存；自动的垃圾回收机制，回收不再使用的对象。

3、即时编译：对热点代码进行优化提升执行效率。

JVM组成：

1、类加载器classLoader：加载class字节码文件中的内容到内存中。

2、运行时数据区域（JVM管理的内存）：负责管理JVM使用到的内存，比如创建对象和销毁对象。

3、执行引擎（即时编译器，解释器，垃圾回收器等）：将字节码文件中的指令解释成机器码，同时使用即时编译器优化性能。

4、本地接口：调用本地已经编译好的方法，比如虚拟机中提供的c/c++的方法。

字节码文件，由5个部分组成：

基础信息：魔数、字节码文件对应的Java版本号访问标识父类和接口

魔数：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，不影响文件内容。软件打开的文件的头几个字节（文件头）去校验文件的类型，如果文件软件不支持该种类型就会出错。修改文件扩展名是不能修改文件头的。在Java字节码文件中的文件头就被称为魔数，必须是0xcafebabe。

主副版本号：指的是编译字节码文件的jdk版本号。主版本号用来标识大版本号。副版本号就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之后大版本计算方法是：主版本号-44，比如主版本号是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。

常量池：保存了字符串常量、类或接口名、字段名主要在字节码指令中使用。作用是：避免相同内容重复定义，节省空间。

字段：当前类或接口声明的字段信息。

方法：当前类或接口声明的方法信息字节码指令

属性：类的属性，比如源码的文件名内部类的列表等等。

查看字节码文件常用工具：

1、本地文件用java-v命令：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的内容。如果是jar包需要先使用jar-xvf命令解压。

2、开发环境用idea的jclasslib插件：

jclasslib下载：打开idea的setting，

jclasslib的使用：

首先在idea中写好一份简单代码：

package org.example;

public class text1 {
    static {
        System.out.println("text1...静态代码块");
    }

    public static void main(String[] args) {
        int i=0;
        System.out.println(i);
    }
}

首先选中要查看的类，然后点击view选项中的show bytecode with jclasslib

就可以查看了。

3、服务器环境用arthas：arthas是一款先上个监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用load、内存、gc、线程的状态信息（即查看运行中程序的字节码文件），并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，大大提升线上问题排查效率。

我们下载了arthas的jar包后，需要在我们安装的jdk路径下运行java-jar运行该jar包，否则会报错找不到某个文件。我用的mac.

首先先加上一行代码，让程序一直处于运行状态。

package org.example;

import java.io.IOException;

public class text1 {
    static {
        System.out.println("text1...静态代码块");
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int i=0;
        System.out.println(i);

        System.in.read();
    }
}

运行该程序。

然后我们就可以去启动arthas jar包了,我把arthas jar包放在了桌面上。

先切换到Desktop界面，然后再用jdk路径的java -jar命令运行jar包。