Java之.class文件與字節碼文件

1. JVM運行數據區概述

.class與字節碼bytecode

• .class: 是指文件擴展名稱爲.class的文件,表示由java源程序經過java編譯器編譯而成且由JVM執行的二進制文件,因此可以通過擁有一份.class文件在不同的操作系統平臺上的JVM執行,實現跨平臺運行的特性
• 字節碼bytecode: 簡單說不是文件,而是JVM操作的指令格式,通常我們通過javap -c -v xx.class生成的文件稱爲字節碼文件,是屬於可閱讀的字節碼指令文件,能夠讓我們清楚地知道java文件編譯成.class文件之後顯示的執行指令,便於程序員理解jvm的相關的知識

.class文件與字節碼文件格式

• .class文件(16進制文件)
  
• 字節碼文件(可閱讀的指令文件)
  

2. .class文件結構與字節碼

.class文件結構

• 幻數

  • 類文件的四個字節表頭0xCAFEBABE
    

• 類文件格式的版本

  • 類文件的次要和主要版本
  • jdk的主要版本如下

    Java SE 14 = 58 (0x3A hex),
    Java SE 13 = 57 (0x39 hex),
    Java SE 12 = 56 (0x38 hex),
    Java SE 11 = 55 (0x37 hex),
    Java SE 10 = 54 (0x36 hex),[3]
    Java SE 9 = 53 (0x35 hex),[4]
    Java SE 8 = 52 (0x34 hex),
    Java SE 7 = 51 (0x33 hex),
    Java SE 6.0 = 50 (0x32 hex),
    Java SE 5.0 = 49 (0x31 hex),
    

    
    表示0x0034當前使用jdk版本爲jdk8

• 常量池: 類文件的常量池

• 訪問標識: 類文件的訪問標識, abstract, static,等等

• 當前的類名稱,class name

• 當前父類的名稱, super class name

• 當前類的任何接口

• 當前類的字段信息

• 當前類的方法信息

• 當前類的屬性信息

字節碼指令

• 指令類別
  • 存儲指令 （例如：aload_0, istore）
  • 算術與邏輯指令 （例如: ladd, fcmpl）
  • 類型轉換指令 （例如：i2b, d2i）
  • 對象創建與操作指令 （例如：new, putfield）
  • 堆棧操作指令 （例如：swap, dup2）
  • 控制轉移指令 （例如：ifeq, goto）
  • 方法調用與返回指令 （例如：invokespecial, areturn)
• 指令操作前後綴與數據類型
  • i 整數
  • l 長整數
  • s 短整數
  • b 字節
  • c 字符
  • f 單精度浮點數
  • d 雙精度浮點數
  • z 布爾值
  • a 引用
• 例子

## iadd  表示兩個整數相加
## dadd  表示兩個double類型數據相加
....

• 參見jvm的規範

## jvm指令碼錶
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se13/html/jvms-6.html#jvms-6.5

## jvm字節碼文件格式
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se13/html/jvms-4.html#jvms-4.1