Java字节码文件、组成、详解、分析；jclasslib插件、阿里arthas工具；Java注解

文章目录

一、字节码文件
- 1.1 以正确的方式打开文件
- 1.2 字节码文件的组成
- - 1.2.1 基础信息
  - 1.2.2 常量池
  - 1.2.3 方法
- 1.3 字节码常用工具
- 1.4 总结
二、Java注解
- 2.1 什么是Java注解
- 2.2 注释和注解Annotation的区别（掌握）
- 2.3 如何使用注解（掌握）
- 2.4 Java中已经存在的注解（掌握）
- 2.5 自定义注解（了解）
- 2.6 注解小结

一、字节码文件

1.1 以正确的方式打开文件

字节码文件中保存了源代码编译之后的内容，以二进制的方式存储，无法直接用记事本打开阅读。通过NotePad++使用十六进制插件查看class文件：

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推荐使用jclasslib工具查看字节码文件。Github地址：

https://github.com/ingokegel/jclasslib

选择右侧的Releases发行版本，下载对应安装包，傻瓜式安装。

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1.2 字节码文件的组成

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基础信息：魔数、字节码文件对应的Java版本号，访问标识(public final等等)，父类和接口
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
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

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1.2.1 基础信息

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1.2.2 常量池

字节码文件中常量池的作用：避免相同的内容重复定义，节省空间。

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1.2.3 方法

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操作数栈是临时存放数据的地方（比如1+2 操作数栈就存放1、2，通过加法指令将两个数累加，结果也放到操作数栈中），局部变量表是存放方法中的局部变量的位置
iconst_0、istore_1为字节码，不是汇编；汇编指令是mov、cmp、pop这些
- iconst_0：iconst_常量值。将常量0放入操作数栈
- istore_1：istore_数组下标。从操作数栈取出放入局部变量表1号位置（操作栈数据弹出、放入局部变量表，栈中数据没有了）
- iload_1：iload_数组下标。将局部变量表1中的数据放入操作数栈（将局部变量表中的数据复制了1份、再放到操作数栈中，两边数据都有）

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通过jclasslib打开字节码文件，查看Code的LocalVariableTable

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iconst_0：iconst_常量值。将常量0放入操作数栈
istore_1：istore_数组下标。从操作数栈取出放入局部变量表1号位置（操作栈数据弹出、放入局部变量表，栈中数据没有了）
iload_1：iload_数组下标。将局部变量表1中的数据放入操作数栈（将局部变量表中的数据复制了1份、再放到操作数栈中，两边数据都有）

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i=i++的执行流程：

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i=++i的执行流程：（与i=i++的区别，iinc 1 by 1指令在iload_1之前）

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int i = 0;
i = i++;

最终i的值是多少？

答案是0.我通过分析字节码指令发现，i++先把0取出来放入临时的操作数栈中；接下来对i进行加1，i变成了1；最后再将之前保存的临时值0放入i，最后i就变成了0。

问题：通过字节码指令分析下面三种”加一“的操作性能的高低？（一般字节码越长，操作性能越低）

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int i=0, j=0, k=0;
        i++;
        j = j + 1;
        k += 1;
    }
}

 0 iconst_0
 1 istore_1
 2 iconst_0
 3 istore_2
 4 iconst_0
 5 istore_3
 
 6 iinc 1 by 1
 
 9 iload_2
10 iconst_1
11 iadd
12 istore_2

13 iinc 3 by 1
16 return

1.3 字节码常用工具

1）javap -v命令

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（一般只有运维人员有权限）
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 xxx.jar命令解压）。将字节码信息放到一个文件中，javap -v path/User.class > /path1/User.txt

2）jclasslib插件

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
IDEA选中源代码文件，View–>Show Bytecode WIth Jclasslib。否则可能没有Show Bytecode WIth Jclasslib选项
如果java代码有变动、而字节码文件未更新，重新编译/重新运行程序、刷新，Build–>Rebuild–>Reload

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3）阿里arthas（阿尔萨斯）

Arthas是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用load、内存、gc、线程的状态信息，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
官网：https://arthas.aliyun.com/doc/
dump 类的全限定名：dump已加载类的字节码文件到特定目录
jad 类的全限定名：反编译已加载类的源码

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Arthas命令列表：详情可查看 https://arthas.aliyun.com/doc/commands.html

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dashboard -i 2000 -n 3    #查看当前系统的实时数据面板，2s刷新一次、共刷新3次

dump java.lang.String
dump -d D:\practise com.gk.GkApiApplication  #将JVM中实际运行的 class 的 byte code dump 到指定目录

jad com.gk.GkApiApplication   #反编译指定已加载类的源码

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在IDEA@GetMapp("/{id}")中，点击左侧小气球——>选择Generate request in HTTP Client，可模拟请求

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案例：使用阿里arthas定位线上出现的字节码问题

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具体步骤：

将arthas放到服务器。arthas-boot.jar上传到服务器，java -jar arthas-boot.jar启动arthas
反编译指定已加载类的源码：``jad 包名.类名，例如jad com.gk.GkApiApplication`

1.4 总结

1）如何查看字节码文件

本地文件可以使用jclasslib工具查看，开发环境使用jclasslib插件
服务器上文件使用javap命令直接查看，也可以通过arthas的dump命令导出字节码文件再查看本地文件。还可以使用jad命令反编译出源代码

2）字节码文件的核心组成有哪些

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二、Java注解

2.1 什么是Java注解

Java注解（Annotation）又称Java标注，是JDK5.0引入的一种注释机制
Java语言中的类、构造器、方法、成员变量、参数等都可以被注解进行标注

public class PersonServiceTest {
    @Test     //注解（Annotation）
    public void testLogin() {
        
    }
    
    @Test    //注解（Annotation）
    public void testRegister() {
        
    }
}

注解作用：

对Java中类、方法、成员变量做标记，然后进行特殊处理，至于到底做何种处理由业务需求来决定。例如JUnit框架中。标记了注解@Test的方法就可以被当成测试方法执行，没有标记的就不能当成测试方法执行
注解是给编译器或JVM（Java虚拟机）看的，编译器或JVM（Java虚拟机）可以根据注解来完成对应的功能

2.2 注释和注解Annotation的区别（掌握）

共同点：都可以对程序进行解释说明。
不同点：注释，是给程序员看的。只在Java中有效。在class文件中不存在注释的。当编译之后，会进行注释擦除。

注解，是给虚拟机看的。当虚拟机看到注解之后，就知道要做什么事情了。

2.3 如何使用注解（掌握）

在以前看过注解@Override。

当子类重写父类方法的时候，在重写的方法上面写@Override。
当虚拟机看到@Override的时候，就知道下面的方法是重写的父类的。检查语法，如果语法正确编译正常，如果语法错误，就会报错。

2.4 Java中已经存在的注解（掌握）

@Override：表示方法的重写
@Deprecated：表示修饰的方法已过时
@SuppressWarnings(“all”)：压制警告

除此之外，还需要掌握第三方框架中提供的注解：

比如：Junit

@Test 表示运行测试方法
@Before 表示在Test之前运行，进行数据的初始化
@After 表示在Test之后运行，进行数据的还原

2.5 自定义注解（了解）

自定义注解单独存在是没有什么意义的，一般会跟反射结合起来使用，会用发射去解析注解。

//自定义注解--格式。默认值可以不用写
public @interface 注解名称 {
    public 属性类型 属性名() default 默认值;   //属性类型：Java支持的数据类型 基本上都支持
}

//自定义注解和使用
@注解名(属性名1=值1,属性名2=值2)

针对于注解，只要掌握会使用别人已经写好的注解即可。
关于注解的解析，一般是在框架的底层已经写好了。
注解名跟类名的命名规则一样，首字母大写，如果有多个单词，每个单词的首字母大写。

示例：

/**
   自定义注解（默认值可以不用写）
 */
public @interface MyAnnoTest1 {
    public String name();
    public int age();
}

@MyAnnoTest1(name = "wj" , age = 18)
public class MyAnnoDemo1 {
    @MyAnnoTest1(name = "wj", age = 18)
    String aaa;
    String bbb;
 
    @MyAnnoTest1(name = "wj" , age = 18)
    public void method1(){
        System.out.println("method1方法");
    }
 
    public void method2(){
        System.out.println("method2方法");
    }
}