JVM之类加载与字节码

news2024/11/14 6:30:46

1.类文件结构

一个简单的HelloWorld.Java

package cn.itcast.jvm.t5;
// HelloWorld 示例
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("hello world");
}
}

编译为 HelloWorld.class 后的样子如下所示:

[root@localhost ~]# od -t xC HelloWorld.class
0000000 ca fe ba be 00 00 00 34 00 23 0a 00 06 00 15 09
0000020 00 16 00 17 08 00 18 0a 00 19 00 1a 07 00 1b 07
0000040 00 1c 01 00 06 3c 69 6e 69 74 3e 01 00 03 28 29
0000060 56 01 00 04 43 6f 64 65 01 00 0f 4c 69 6e 65 4e
0000100 75 6d 62 65 72 54 61 62 6c 65 01 00 12 4c 6f 63
0000120 61 6c 56 61 72 69 61 62 6c 65 54 61 62 6c 65 01
0000140 00 04 74 68 69 73 01 00 1d 4c 63 6e 2f 69 74 63
0000160 61 73 74 2f 6a 76 6d 2f 74 35 2f 48 65 6c 6c 6f
0000200 57 6f 72 6c 64 3b 01 00 04 6d 61 69 6e 01 00 16
0000220 28 5b 4c 6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 53 74 72
0000240 69 6e 67 3b 29 56 01 00 04 61 72 67 73 01 00 13
0000260 5b 4c 6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 53 74 72 69
0000300 6e 67 3b 01 00 10 4d 65 74 68 6f 64 50 61 72 61
0000320 6d 65 74 65 72 73 01 00 0a 53 6f 75 72 63 65 46
0000340 69 6c 65 01 00 0f 48 65 6c 6c 6f 57 6f 72 6c 64
0000360 2e 6a 61 76 61 0c 00 07 00 08 07 00 1d 0c 00 1e
0000400 00 1f 01 00 0b 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64
0000420 07 00 20 0c 00 21 00 22 01 00 1b 63 6e 2f 69 74
0000440 63 61 73 74 2f 6a 76 6d 2f 74 35 2f 48 65 6c 6c
0000460 6f 57 6f 72 6c 64 01 00 10 6a 61 76 61 2f 6c 61
0000500 6e 67 2f 4f 62 6a 65 63 74 01 00 10 6a 61 76 61
0000520 2f 6c 61 6e 67 2f 53 79 73 74 65 6d 01 00 03 6f
0000540 75 74 01 00 15 4c 6a 61 76 61 2f 69 6f 2f 50 72
0000560 69 6e 74 53 74 72 65 61 6d 3b 01 00 13 6a 61 76
0000600 61 2f 69 6f 2f 50 72 69 6e 74 53 74 72 65 61 6d
0000620 01 00 07 70 72 69 6e 74 6c 6e 01 00 15 28 4c 6a
0000640 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 53 74 72 69 6e 67 3b
0000660 29 56 00 21 00 05 00 06 00 00 00 00 00 02 00 01
0000700 00 07 00 08 00 01 00 09 00 00 00 2f 00 01 00 01
0000720 00 00 00 05 2a b7 00 01 b1 00 00 00 02 00 0a 00
0000740 00 00 06 00 01 00 00 00 04 00 0b 00 00 00 0c 00
0000760 01 00 00 00 05 00 0c 00 0d 00 00 00 09 00 0e 00
0001000 0f 00 02 00 09 00 00 00 37 00 02 00 01 00 00 00
0001020 09 b2 00 02 12 03 b6 00 04 b1 00 00 00 02 00 0a
0001040 00 00 00 0a 00 02 00 00 00 06 00 08 00 07 00 0b
0001060 00 00 00 0c 00 01 00 00 00 09 00 10 00 11 00 00
0001100 00 12 00 00 00 05 01 00 10 00 00 00 01 00 13 00
0001120 00 00 02 00 14

而在这个class文件中包含的信息有魔数、版本、常量池、访问标识与继承信息、Field信息、Method信息、附加属性。其中:

魔数:表示当前文件是否是class类型的文件。

版本:表示类的版本,也就是JDK的版本。

附加属性:是一些额外的元数据,用于提供对类、方法、字段或注解的更详细描述和信息。这些附加属性以属性表的形式存储在字节码文件中。

2.字节码指令

2.1 入门

构造方法的字节码指令如下所示

2a b7 00 01 b1
  1. 2a => aload_0 加载 slot 0 的局部变量,即 this,做为下面的 invokespecial 构造方法调用的参数
  2. b7 => invokespecial 预备调用构造方法,哪个方法呢?
  3. 00 01 引用常量池中 #1 项,即【 Method java/lang/Object."":()V 】
  4. b1 表示返回

主方法的字节码指令如下所示

b2 00 02 12 03 b6 00 04 b1
  1. b2 => getstatic 用来加载静态变量,哪个静态变量呢?
  2. 00 02 引用常量池中 #2 项,即【Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;】
  3. 12 => ldc 加载参数,哪个参数呢?
  4. 03 引用常量池中 #3 项,即 【String hello world】
  5. b6 => invokevirtual 预备调用成员方法,哪个方法呢?
  6. 00 04 引用常量池中 #4 项,即【Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V】
  7. b1 表示返回

上述这些指令都是Java虚拟机真正解释执行的,而aload_0、invokespecial等是一些助记符,是为了便于人类理解的。

2.2 Javap工具

自己分析类文件结构太麻烦了,Oracle 提供了 javap 工具来反编译 class 文件

将HelloWorld.class文件利用Javap工具反编译后的类文件结构如下所示:

[root@localhost ~]# javap -v HelloWorld.class
Classfile /root/HelloWorld.class
    Last modified Jul 7, 2019; size 597 bytes
    MD5 checksum 361dca1c3f4ae38644a9cd5060ac6dbc
    Compiled from "HelloWorld.java"
public class cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld
    minor version: 0
    major version: 52
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
    #1 = Methodref #6.#21 // java/lang/Object."<init>":()V
    #2 = Fieldref #22.#23 //
java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    #3 = String #24 // hello world
    #4 = Methodref #25.#26 // java/io/PrintStream.println:
(Ljava/lang/String;)V
    #5 = Class #27 // cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld
    #6 = Class #28 // java/lang/Object
    #7 = Utf8 <init>
    #8 = Utf8 ()V
    #9 = Utf8 Code
    #10 = Utf8 LineNumberTable
    #11 = Utf8 LocalVariableTable
    #12 = Utf8 this
    #13 = Utf8 Lcn/itcast/jvm/t5/HelloWorld;
    #14 = Utf8 main
    #15 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
    #16 = Utf8 args
    #17 = Utf8 [Ljava/lang/String;
    #18 = Utf8 MethodParameters
    #19 = Utf8 SourceFile
    #20 = Utf8 HelloWorld.java
    #21 = NameAndType #7:#8 // "<init>":()V
    #22 = Class #29 // java/lang/System
    #23 = NameAndType #30:#31 // out:Ljava/io/PrintStream;
    #24 = Utf8 hello world
    #25 = Class #32 // java/io/PrintStream
    #26 = NameAndType #33:#34 // println:(Ljava/lang/String;)V
    #27 = Utf8 cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld
    #28 = Utf8 java/lang/Object
    #29 = Utf8 java/lang/System
    #30 = Utf8 out
    #31 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
    #32 = Utf8 java/io/PrintStream
    #33 = Utf8 println
    #34 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
{
    public cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
        stack=1, locals=1, args_size=1
            0: aload_0
            1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."
<init>":()V
            4: return
    LineNumberTable:
      line 4: 0
    LocalVariableTable:
      Start Length Slot Name Signature
      0      5      0   this Lcn/itcast/jvm/t5/HelloWorld;
    public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
            stack=2, locals=1, args_size=1
                0: getstatic #2 // Field
java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
                3: ldc #3 // String hello world
                5: invokevirtual #4 // Method
java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
                8: return
        LineNumberTable:
            line 6: 0
            line 7: 8
        LocalVariableTable:
        Start Length Slot Name Signature
          0     9     0   args [Ljava/lang/String;
    MethodParameters:
        Name Flags
        args
}

2.3 图解方法执行流程

1.原始 java 代码

package cn.itcast.jvm.t3.bytecode;
/**
* 演示 字节码指令 和 操作数栈、常量池的关系
*/
public class Demo3_1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = Short.MAX_VALUE + 1;
int c = a + b;
System.out.println(c);
}
}

2.编译后的字节码文件

[root@localhost ~]# javap -v Demo3_1.class
Classfile /root/Demo3_1.class
    Last modified Jul 7, 2019; size 665 bytes
    MD5 checksum a2c29a22421e218d4924d31e6990cfc5
    Compiled from "Demo3_1.java"
public class cn.itcast.jvm.t3.bytecode.Demo3_1
    minor version: 0
    major version: 52
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
    #1 = Methodref     #7.#26     // java/lang/Object."<init>":()V
    #2 = Class         #27        // java/lang/Short
    #3 = Integer       32768
    #4 = Fieldref      #28.#29    //
java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    #5 = Methodref     #30.#31    // java/io/PrintStream.println:(I)V
    #6 = Class         #32        // cn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1
    #7 = Class         #33        // java/lang/Object
    #8 = Utf8          <init>
    #9 = Utf8          ()V
    #10 = Utf8         Code
    #11 = Utf8         LineNumberTable
    #12 = Utf8         LocalVariableTable
    #13 = Utf8         this
    #14 = Utf8         Lcn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1;
    #15 = Utf8         main
    #16 = Utf8         ([Ljava/lang/String;)V
    #17 = Utf8         args
    #18 = Utf8         [Ljava/lang/String;
    #19 = Utf8         a
    #20 = Utf8         I
    #21 = Utf8         b
    #22 = Utf8         c
    #23 = Utf8         MethodParameters
    #24 = Utf8         SourceFile
    #25 = Utf8         Demo3_1.java
    #26 = NameAndType  #8:#9      // "<init>":()V
    #27 = Utf8         java/lang/Short
    #28 = Class        #34        // java/lang/System
    #29 = NameAndType  #35:#36    // out:Ljava/io/PrintStream;
    #30 = Class        #37        // java/io/PrintStream
    #31 = NameAndType  #38:#39    // println:(I)V
    #32 = Utf8         cn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1
    #33 = Utf8         java/lang/Object
    #34 = Utf8         java/lang/System
    #35 = Utf8         out
    #36 = Utf8         Ljava/io/PrintStream;
    #37 = Utf8         java/io/PrintStream
    #38 = Utf8         println
    #39 = Utf8         (I)V
{
    public cn.itcast.jvm.t3.bytecode.Demo3_1();
        descriptor: ()V
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
            stack=1, locals=1, args_size=1
                0: aload_0
                1: invokespecial #1         // Method java/lang/Object."
<init>":()V
                4: return
            LineNumberTable:
                line 6: 0
            LocalVariableTable:
                Start Length Slot Name Signature
                  0     5     0   this Lcn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1;
    public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
            stack=2, locals=4, args_size=1
                0: bipush 10
                2: istore_1
                3: ldc #3                        // int 32768
                5: istore_2
                6: iload_1
                7: iload_2
                8: iadd
                9: istore_3
                10: getstatic #4                 // Field
java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
                13: iload_3
                14: invokevirtual #5             // Method
java/io/PrintStream.println:(I)V
                17: return
        LineNumberTable:
                line 8: 0
                line 9: 3
                line 10: 6
                line 11: 10
                line 12: 17
        LocalVariableTable:
            Start Length Slot Name Signature
              0    18     0   args [Ljava/lang/String;
              3    15     1    a   I
              6    12     2    b   I
              10   8      3    c   I
    MethodParameters:
        Name                         Flags
        args
}

3.常量池载入运行时常量池

字节码中常量池的数据会被放入到运行时常量池

4.方法字节码载入方法区

方法的字节码会被放入到方法区中

5.main 线程开始运行,分配栈帧内存

stack=2,locals=4

  • locals=4决定了局部变量表的槽位是4
  • stack=2决定了操作数栈的深度为2

6.执行引擎开始执行字节码

bipush 10:将一个 byte 压入操作数栈,其长度会补齐 4 个字节。类似的指令还有:

  • sipush 将一个 short 压入操作数栈(其长度会补齐 4 个字节)
  • ldc 将一个 int 压入操作数栈
  • ldc2_w 将一个 long 压入操作数栈(分两次压入,因为 long 是 8 个字节)

这里是short 范围以内的小的数字都是和字节码指令存在一起,超过 short 范围的数字存入了常量池

istore_1:将操作数栈顶数据弹出,存入局部变量表的 slot 1

ldc #3:从运行时常量池加载 #3 数据到操作数栈

注意:Short.MAX_VALUE 是 32767,所以 32768 = Short.MAX_VALUE + 1 实际是在编译期间计算好的

istore_2:将操作数栈的栈顶元素弹出,存入到局部变量表中slot为2的位置

iload_1:将局部变量表中slot为1的变量值复制一份到操作数栈中

iload_2:将局部变量表中slot为2的变量值复制一份到操作数栈中

iadd:将操作数栈中的二个元素弹出相加后,重新存入操作数栈

istore_3:将操作数栈中的栈顶元素弹出,存入到局部变量表中slot为3的位置

getstatic #4:根据运行时常量池取得 #4 在堆中的对象,并将对象引用存入到操作数栈中

 iload_3

invokevirtual #5

  • 找到常量池 #5 项
  • 定位到方法区 java/io/PrintStream.println:(I)V 方法
  • 生成新的栈帧(分配 locals、stack等)
  • 传递参数,执行新栈帧中的字节码
  • 执行完毕后,弹出此方法对应的栈帧

清除 main 操作数栈内容

return

  • 完成 main 方法调用,弹出 main 栈帧
  • 程序结束

2.4 图解 i++ 执行流程

目的:从字节码角度分析 i++ 相关题目

Java代码

package cn.itcast.jvm.t3.bytecode;
/**
* 从字节码角度分析 a++ 相关题目
*/
public class Demo3_2 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = a++ + ++a + a--;
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}

字节码:

public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
        stack=2, locals=3, args_size=1
            0: bipush 10
            2: istore_1
            3: iload_1
            4: iinc 1, 1
            7: iinc 1, 1
            10: iload_1
            11: iadd
            12: iload_1
            13: iinc 1, -1
            16: iadd
            17: istore_2
            18: getstatic #2 // Field
java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            21: iload_1
            22: invokevirtual #3 // Method
java/io/PrintStream.println:(I)V
            25: getstatic #2 // Field
java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            28: iload_2
            29: invokevirtual #3 // Method
java/io/PrintStream.println:(I)V
            32: return
        LineNumberTable:
            line 8: 0
            line 9: 3
            line 10: 18
            line 11: 25
            line 12: 32
        LocalVariableTable:
          Start Length Slot Name Signature
            0     33    0   args [Ljava/lang/String;
            3     30    1    a    I
            18    15    2    b    I

分析:

  • 注意 iinc 指令是直接在局部变量 slot 上进行运算
  • a++ 和 ++a 的区别是先执行 iload 还是 先执行 iinc

图解main方法执行流程

bipush 10:将方法区中的字面量10加入到操作数栈中

 istore 1:将操作数栈的栈顶元素弹出,加入到局部变量表中slot=1的位置

iload 1:将局部变量表中 slot=1 处的变量值 10 复制一份到操作数栈中

linc 1,1:直接将方法区中的1与局部变量表中slot=1处的变量值相加

iload 1:将局部变量表中slot=1处的变量值12复制一份到操作数栈中

iadd:将操作数栈中的二个元素弹出相加后,重新存入操作数栈

iload 1:将局部变量表中slot=1处的变量值12复制一份到操作数栈中

linc 1,-1:将方法区的 -1 与局部变量表中slot = 1处的元素相加

iadd:将操作数栈中的二个元素弹出相加后,重新存入操作数栈

istore:将操作数栈的栈顶元素弹出加入到局部变量表中 slot = 2 处的位置

总结:从字节码角度解读分析了 a ++ 和 ++ a 的区别

a++ 是先执行 iload_1,再执行 linc 1,1

++a 是先执行 linc 1,1,再执行 iload_1

a- - 是先执行 iload_1,再执行 linc 1,-1

2.5 条件判断指令

几点说明:

  • byte,short,char 都会按 int 比较,因为操作数栈都是 4 字节
  • goto 用来进行跳转到指定行号的字节码 

条件判断指令的示例:

Java代码

public class Demo3_3 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        if(a == 0) {
            a = 10;
        } else {
            a = 20;
        }
    }
}

字节码:

0: iconst_0
1: istore_1
2: iload_1
3: ifne 12
6: bipush 10
8: istore_1
9: goto 15
12: bipush 20
14: istore_1
15: return

注意:以上比较指令中没有 long,float,double 的比较,那么它们要比较怎 么办?

参考 https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-6.html#jvms-6.5.lcmp

2.6 循环控制指令

1.while 循环

Java代码

public class Demo3_4 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        while (a < 10) {
            a++;
        }
    }
}

字节码

0: iconst_0
1: istore_1
2: iload_1
3: bipush 10
5: if_icmpge 14
8: iinc 1, 1
11: goto 2
14: return

2.do while 循环

Java代码

public class Demo3_5 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        do {
            a++;
        } while (a < 10);
    }
}

字节码

 0: iconst_0
 1: istore_1
 2: iinc 1, 1
 5: iload_1
 6: bipush 10
 8: if_icmplt 2
11: return

3.for 循环

Java代码

public class Demo3_6 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
        }
    }
}

字节码

0: iconst_0
1: istore_1
2: iload_1
3: bipush 10
5: if_icmpge 14
8: iinc 1, 1
11: goto 2
14: return

比较 while 和 for 的字节码,你发现它们是一模一样的,殊途也能同归😊

2.7 构造方法的原理

1.<init>()V

     编译器会按从上至下的顺序,收集所有 {} 代码块和成员变量赋值的代码,形成新的构造方法,但原始构造方法内的代码总是在最后

Java代码

字节码

public cn.itcast.jvm.t3.bytecode.Demo3_8_2(java.lang.String, int);
    descriptor: (Ljava/lang/String;I)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
        stack=2, locals=3, args_size=3
            0: aload_0
            1: invokespecial #1 // super.<init>()V
            4: aload_0
            5: ldc #2 // <- "s1"
            7: putfield #3 // -> this.a
            10: aload_0
            11: bipush 20 // <- 20
            13: putfield #4 // -> this.b
            16: aload_0
            17: bipush 10 // <- 10
            19: putfield #4 // -> this.b
            22: aload_0
            23: ldc #5 // <- "s2"
            25: putfield #3 // -> this.a
            28: aload_0 // ------------------------------
            29: aload_1 // <- slot 1(a) "s3" |
            30: putfield #3 // -> this.a |
            33: aload_0 |
            34: iload_2 // <- slot 2(b) 30 |
            35: putfield #4 // -> this.b --------------------
            38: return
       LineNumberTable: ...
       LocalVariableTable:
         Start Length Slot Name Signature
            0    39     0  this Lcn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_8_2;
            0    39     1   a   Ljava/lang/String;
            0    39     2   b   I
MethodParameters: ...

2.<cinit>()V

        编译器会按从上至下的顺序,收集所有 static 静态代码块和静态成员赋值的代码,合并为一个特殊的方法 <cinit>()V

Java代码

public class Demo3_8_1 {
    static int i = 10;
    static {
        i = 20;
    }
    static {
        i = 30;
    }
}

字节码

0: bipush 10
2: putstatic #2      // Field i:I
5: bipush 20
7: putstatic #2      // Field i:I
10: bipush 30
12: putstatic #2     // Field i:I
15: return

<cinit>()V 方法会在类加载的初始化阶段被调用

2.8 方法调用的原理

通过以下几种不同的方法及其调用来查看对应的字节码指令

Java代码

public class Demo3_9 {

    public Demo3_9() { }
    private void test1() { }
    private final void test2() { }
    public void test3() { }
    public static void test4() { }

    public static void main(String[] args) {
        Demo3_9 d = new Demo3_9();
        d.test1();
        d.test2();
        d.test3();
        d.test4();
        Demo3_9.test4();
    }

}

字节码

0: new #2            // class cn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_9
3: dup
4: invokespecial #3  // Method "<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokespecial #4  // Method test1:()V
12: aload_1
13: invokespecial #5 // Method test2:()V
16: aload_1
17: invokevirtual #6 // Method test3:()V
20: aload_1
21: pop
22: invokestatic #7  // Method test4:()V
25: invokestatic #7  // Method test4:()V
28: return

由字节码可知如下结论:

new 是创建对象,给对象分配堆内存,执行成功会将 对象引用 压入操作数栈

dup 是复制操作数栈栈顶的内容,本例即为对象引用,为什么需要两份引用呢,一个是要配合 invokespecial 调用该对象的构造方法 <init>:()V ,另一个要配合 astore_1 赋值给局部变量

最终方法(final),私有方法(private),构造方法都是由 invokespecial 指令来调用,属于静态绑定。此外,通过 super 调用父类方法也是执行 invokespecial 指令

普通成员方法是由 invokevirtual 调用,属于动态绑定,即支持多态

普通成员方法与静态方法调用的另一个区别是,执行方法前是否需要【对象引用】

比较有意思的是 d.test4(); 是通过【对象引用】调用一个静态方法,可以看到在调用 invokestatic 之前执行了 pop 指令,把【对象引用】从操作数栈弹掉了

2.9 多态的原理

接下来通过以下Java代码和 jps、HSDB工具来说明多态的原理。最后的总结部分是核心,如果总结部分没看懂,可以看看多态原理这部分的过程。

Java代码

package cn.itcast.jvm.t3.bytecode;
import java.io.IOException;
/**
* 演示多态原理,注意加上下面的 JVM 参数,禁用指针压缩
* -XX:-UseCompressedOops -XX:-UseCompressedClassPointers
*/
public class Demo3_10 {
    public static void test(Animal animal) {
        animal.eat();
        System.out.println(animal.toString());
    }
public static void main(String[] args) throws IOException {
    test(new Cat());
    test(new Dog());
    System.in.read();
}
}
abstract class Animal {
    public abstract void eat();
    @Override
    public String toString() {
        return "我是" + this.getClass().getSimpleName();
    }
}
class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }
}
class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }
}

1.运行代码

当停在 System.in.read() 方法上时,运行 jps 获取当前进程的 id

2.运行 HSDB 工具

进入 JDK 安装目录,执行以下命令打开 HSDB 的图形化界面

java -cp ./lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB

进入图形界面点击 file 选择下图所示的第一项,在输入进程 id

在弹出的界面中输入通过 jps 获得的进程 id,连接到 Demo3_10 这个程序

连接成功后

3.查找某个对象

打开 Tools -> Find Object By Query

在弹出的窗口中输入 select d from cn.itcast.jvm.t3.bytecode.Dog d,点击 Execute 执行

4.查看对象内存结构

点击超链接可以看到对象的内存结构,此对象没有任何属性,因此只有对象头的 16 字节,前 8 字节是 MarkWord,后 8 字节就是对象的 Class 指针,但目前看不到它的实际地址

堆内存中的对象分为对象头和对象中的成员变量二部分,对象头总共占16个字节,

前八个字节是对象的哈希码、将来对象加锁时的锁标记等,称为MarkWord;

后八个字节是对象的类型指针,可以根据类型指针找到对象的class类

5.查看对象的 Class 的内存地址

可以通过 Windows -> Console 进入命令行(Command Line)模式,执行

mem 0x00000001299b4978 2

mem 有两个参数,参数 1 是对象地址,参数 2 是查看 2 行(即 16 字节)

结果中第二行 0x000000001b7d4028 即为 Class 的内存地址

6.查看类的 vtable(虚方法表)

点击 Tools 中的Inspector,在打开的窗口中输入 Class 的内存地址并回车,得到的结果便是字节码文件在方法区的完整内容,也就是类的全部信息。

可以找到 Dog Class 的 vtable 长度为 6,意思就是 Dog 类有 6 个虚方法(虚方法都是多态相关的方法,final、static 方法不会列入)

那么这 6 个方法都是谁呢?根据一些资料可知,从 Class 的起始地址开始算,偏移 0x1b8 就是 vtable 的起始地址,进行计算得到:

0x000000001b7d4028
1b8 +
---------------------
0x000000001b7d41e0

通过HSDB中的 Windows -> Console 进入命令行模式,执行如下命令

mem 0x000000001b7d41e0 6

就得到了 6 个虚方法的入口地址

mem 0x000000001b7d41e0 6
0x000000001b7d41e0: 0x000000001b3d1b10
0x000000001b7d41e8: 0x000000001b3d15e8
0x000000001b7d41f0: 0x000000001b7d35e8
0x000000001b7d41f8: 0x000000001b3d1540
0x000000001b7d4200: 0x000000001b3d1678
0x000000001b7d4208: 0x000000001b7d3fa8

7.验证方法地址

        通过点击 Tools -> Class Browser 会弹出一个窗口,在窗口中根据类名可以搜索到每个类,查看每个类的方法定义,比较可知

Dog - public void eat() @0x000000001b7d3fa8
Animal - public java.lang.String toString() @0x000000001b7d35e8;
Object - protected void finalize() @0x000000001b3d1b10;
Object - public boolean equals(java.lang.Object) @0x000000001b3d15e8;
Object - public native int hashCode() @0x000000001b3d1540;
Object - protected native java.lang.Object clone() @0x000000001b3d1678;

对号入座,发现

  • eat() 方法是 Dog 类自己的
  • toString() 方法是继承 String 类的
  • finalize() ,equals(),hashCode(),clone() 都是继承 Object 类的

        说明调用子类从父类那继承的方法,实际上还是调用的父类在方法区中的方法。这样,不同子类都继承到了父类的方法,但也都有自己独有的方法,这就是多态的原理。

多态原理总结

普通成员方法是由 invokevirtual 指令调用,当执行 invokevirtual 指令时

1. 先通过栈帧中的对象引用找到对象

2. 分析对象头,找到对象的实际 Class

3. Class 结构中有 vtable,它在类加载的链接阶段就已经根据方法的重写规则生成好了

4. 查表得到方法的具体地址

5. 执行方法的字节码

        

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/839053.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

CentOS安装podman-compose

1. 安装python3的依赖 yum -y install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel libffi-devel 如果当前登录的是普通用户&#xff0c;需要在命令前加sudo&#xff0c;否则不用&…

C++实用技术(二)std::function和bind绑定器

目录 简介std::functionstd::function对象包装器std::function做回调函数 std::bind绑定器bind绑定普通函数bind绑定成员函数 简介 C11新增了std::function和std::bind。用于函数的包装以及参数的绑定。可以替代一些函数指针&#xff0c;回调函数的场景。 std::function std…

git 版本控制与合并

一 git概述&#xff1a; - Git是一种分布式版本控制系统&#xff0c;用于跟踪和管理软件开发项目中的代码变更。 - 它允许多人协同工作&#xff0c;记录代码历史变更&#xff0c;并轻松管理多个项目版本。 **Git的主要特点**包括&#xff1a; 1. **分布式系统**&#xff1a;…

嵌入式开发学习(STC51-14-时钟)

内容 在数码管上显示时间&#xff0c;时分秒&#xff0c;格式为“XX-XX-XX”&#xff1b; DS1302时钟芯片介绍 简介 DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片&#xff0c;内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM&#xff0c;通过简单的串行接口与单片机进行通信&#xf…

系统架构设计高级技能 · 软件架构概念、架构风格、ABSD、架构复用、DSSA(一)【系统架构设计师】

系列文章目录 C技能系列 Linux通信架构系列 C高性能优化编程系列 深入理解软件架构设计系列 高级C并发线程编程 设计模式系列 期待你的关注哦&#xff01;&#xff01;&#xff01; 现在的一切都是为将来的梦想编织翅膀&#xff0c;让梦想在现实中展翅高飞。 Now everythin…

第4集丨Vue 江湖 —— 计算属性

目录 一、基本使用1.1 在computed中定义1.1.1 案例1.1.2 控制台调用getter1.1.3 控制台中的data和computed 1.2 缓存效果1.3 完整写法1.3.1 案例1.3.2 效果图 1.4 简写形式 二、案例的其他实现2.1 methods实现2.2 插值语法实现 三、体会计算属性的好处3.1 复杂任务时3.2 使用计…

IO模型-信号驱动IO

linux内核中存在一个信号SIGIO&#xff0c;这个信号就是用于实现信号驱动IO的。当应用程序中想要以信号驱动IO的模型读写硬件数据时&#xff0c;首先注册一个SIGIO信号的信号处理函数,当硬件数据就绪&#xff0c;硬件会发起一个中断&#xff0c;在硬件的中断处理函数中向当前进…

求解n阶勒让德多项式的值

描述 用递归方法求n阶勒让德多项式的值&#xff0c;递归公式为&#xff1a; 在主函数中输入一个整数n和一个实数x&#xff0c;调用函数 legendre(n,x)&#xff0c;并输出其返回值。 输入 第一行输入一个整数n&#xff0c;表示阶数&#xff1b;第二行输入一个实数x。 输出 …

增强型Web安全网关在银行的应用

销售&#xff0c;绝不是降低身份去取悦客户&#xff0c;而是像朋友一样给予合理的建议。你刚好需要&#xff0c;我刚好专业&#xff01;仅此而已&#xff01; 乔.吉拉德 健康的安全体系&#xff0c;还可以更完善 浙江某商业银行股份有限公司是一家成立多年的商业银行&#xf…

分布式异步任务处理组件(七)

分布式异步任务处理组件底层网络通信模型的设计--如图&#xff1a; 使用Java原生NIO来实现TCP通信模型普通节点维护一个网络IO线程&#xff0c;负责和主节点的网络数据通信连接--这里的网络数据是指组件通信协议之下的直接面对字节流的数据读写&#xff0c;上层会有另一个线程负…

装饰器模式(C++)

定义 动态(组合)地给一个对象增加一些额外的职责。就增加功能而言&#xff0c;Decorator模式比生成子类(继承)更为灵活(消除重复代码&减少子类个数)。 一《设计模式》 GoF 装饰器模式&#xff08;Decorator Pattern&#xff09;允许向一个现有的对象添加新的功能&#xf…

视频安防监控EasyCVR平台海康大华设备国标GB28181告警布防的报文说明

TSINGSEE青犀视频监控综合管理平台EasyCVR基于云边端协同&#xff0c;可支持海量视频的轻量化接入与汇聚管理。平台既具备传统安防视频监控的能力&#xff0c;比如&#xff1a;视频监控直播、云端录像、云存储、录像检索与回看、告警上报、平台级联、云台控制、语音对讲等&…

第一课-前提-Stable Diffusion 教程

学习 SD 的前提是电脑配置! SD 参考配置: 建议选择台式机 i5 CPU, 内存16GB,N卡 RTX3060, 8G显存以上的配置(最低配) 在此基础上的配置越高越好。 比如,cpu i7 更好,显卡能有 RTX4090 更好,32显存要能有最好,嘿嘿嘿。 如何查看自己的显卡配置? Win+R 输入 “dxdiag…

vue2-v-if和v-for的优先级是什么?

1、v-if和v-for的区别 作用&#xff1a; v-if指令用于条件性地渲染一块内容&#xff0c;这块内容只会在指令的表达式返回true值的时候被渲染。 v-for指令基于一个数组来渲染一个列表&#xff0c;v-for指令需要使用item in items 形式的特殊语法&#xff0c;其中&#xff0c;it…

自学(黑客)技术,从入门到精通!

1.网络安全是什么 网络安全可以基于攻击和防御视角来分类&#xff0c;我们经常听到的 “红队”、“渗透测试” 等就是研究攻击技术&#xff0c;而“蓝队”、“安全运营”、“安全运维”则研究防御技术。 2.网络安全市场 一、是市场需求量高&#xff1b; 二、则是发展相对成熟入…

Vue3 模板语法简单应用

去官网学习-》 模板语法 | Vue.js 运行示例&#xff1a; 代码&#xff1a;HelloWorld.vue <template><div class"hello"><h1>Vue 模板语法</h1><h2>{{ msg }}</h2><h2>{{ textHtml }}</h2><h2 v-html"text…

【单运放RC振荡器1负反馈方波2正反馈正弦波方波】2021-12-9

缘由multisim运放芯片给一个连上电源另一个引脚打叉不能仿真-测试-CSDN问答 正反馈电阻影响转化阀值,负反馈电阻影响频率 固定负反馈为2时无法起震荡,电位器调节到2%可振荡且波形失真,电位器调节到0%且固定负反馈为2时才能正弦波输出

Spring Boot 集成Seata

Seata的集成方式有&#xff1a; 1. Seata-All 2. Seata-Spring-Boot-Starter 3. Spring-Cloud-Starter-Seata 本案例使用Seata-Spring-Boot-Starter演示&#xff1a; 第一步&#xff1a;下载Seata 第二步&#xff1a;为了更好看到效果&#xff0c;我们将Seata的数据存储改…

MyBatis 查询数据库之二(增、删、改、查操作)

目录 1. 配置打印 MyBatis 执行的SQL 2. 查询操作 2.1 通过用户 ID 查询用户信息、查询所有用户信息 (1) Mapper 接口 (2)UserMapper.xml 查询所有用户的具体实现 SQL (3)进行单元测试 3. 增加操作 3.1 在 mapper&#xff08;interface&#xff09;里面添加增加方法的声…