Class字节码

Java 能做到 一次编译，到处运行，主要就是靠 class字节码 文件，也就是 java 文件经过编译之后 .java -> .class，然后再被 JVM 虚拟机加载。其实，不仅是 java 语言，只要是符合规则的 class 字节码文件，都可以被 JVM 加载，如 Grooy、Kolin 语言：

有了 class 字节码，也就解除了 VM虚拟机 与编程语言之间的耦合性。不管什么语言，只要是能编译成符合规则的字节码文件，就可以被 VM虚拟机 识别并加载到内存中。

class字节码构成

class字节码 中由无符号数和表两种数据结构组成。

• 无符号数：基本数据类型，u1、u2、u4、u8分别表示1、2、4、8个字节的无符号数，无符号数可以用来表示数字、索引引用、数量只或者字符串（UTF-8编码）。
• 表：由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，class文件中所有的表都以“_info”结尾。所以，整个 Class 文件可以认为就是一张表。

package org.ninetripods.lib_bytecode.asm.coreApi;

public class Test {
    private int num = 0;

    public void addNum() {
        num++;
        System.out.println("num:" + num);
    }

    public static int staticAdd(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

经过javac编译之后，会生成Test.class字节码文件，用010 Editor打开这个文件：

使用 javap -c xxx.class命令可以 输出分解后的 java字节码：

public class org.ninetripods.lib_bytecode.asm.coreApi.Test {
  public org.ninetripods.lib_bytecode.asm.coreApi.Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: aload_0
       5: iconst_0
       6: putfield      #2                  // Field num:I
       9: return

  public void addNum();
    Code:
       0: aload_0
       1: dup
       2: getfield      #2                  // Field num:I
       5: iconst_1
       6: iadd
       7: putfield      #2                  // Field num:I
      10: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      13: aload_0
      14: getfield      #2                  // Field num:I
      17: invokedynamic #4,  0              // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(I)Ljava/lang/String;
      22: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      25: return

  public static int staticAdd(int, int);
    Code:
       0: iload_0
       1: iload_1
       2: iadd
       3: ireturn
}

上述文件中描述了Test.class加载到内存时的执行顺序，包括各种描述符及操作码，接下面就来看一下。

类型描述符

基本类型描述符

每个基本类型都对应一个字母，如下：

基本类型	描述符
byte	B
short	S
int	I
long	J
float	F
double	D
char	C
boolean	Z
void	V

非数组的引用类型

L + 全限定名，示例：

注：全限定名用于描述class类的名称，实际上就是把平时Java类名称中的"."换成了"/"，如Java的祖先类java.lang.Object全限定名是：java/lang/Object。

数组引用类型

[ + 数组内类型的描述符，示例：

方法描述符

方法描述符用于class字节码文件中保存参数类型列表和返回值的方式。
方法描述符规则：

• （参数列表）+ 返回值
• 参数类型都为类型描述符
• 参数列表中如果有多个参数，直接排列即可，不需要用逗号隔开

示例：

void test() -> ()V
void test(int i) -> (I)V
void test(String s, int i) -> (Ljava/lang/StringI)V

int[] test(double[], boolean) -> ([DZ)[I

OpCode 操作码

OpCode用于VM虚拟机解释运行Java程序，每个操作码都可以用来表示一个指令。如0x62是一个十六进制数，表示两个float类型的数相加。在ASM的org.objectweb.asm.OpCodes类中可以找到： int FADD = 98，ASM中是用十进制表示的，除此之外，其他操作码指令都可以在这个类中找到。