类文件结构与javap的使用
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1、javap的使用与类文件结构
使用过程：
java源代码：
1 package compile;
2 /**
3 * class字节码
4 */
5 public class TestClass {
6 private int m;
7
8 public int inc() {
9 return m + 1;
10 }
11 }在硬盘上找到java源文件所在目录（eg.E:\Java\workspaceOfMyBatis3\baseUtil\src\compile）
打开命令窗口，执行"javac -g TestClass.java"生成TestClass.class字节码文件，然后使用"javap -c TestClass > TCC.txt"将字节码文件的处理结果输出到TCC.txt中。
打开TCC.txt，如下：
Compiled from "TestClass.java"
public class compile.TestClass extends java.lang.Object{
public compile.TestClass();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
public int inc();
Code:
0: aload_0
1: getfield #2; //Field m:I
4: iconst_1
5: iadd
6: ireturn
}说明：
javac -g TestClass.java
-g：生成所有的调试信息，包括局部变量名和行号信息。
javap -c TestClass > TCC.txt，对于javap常用的参数：
-c：输出字节码Code
-l(小写L)：输出Code、LineNumberTable与LocalVariableTable
-s：输出方法签名（方法的接收参数列表和返回值）
-verbose：包含-c、-l以及输出class文件的编译版本，常量池，Stack, Locals, Args_size
对于javap而言，常用的就是-c或-verbose
这里列出使用"javap -verbose TestClass > TCV.txt的结果：
Compiled from "TestClass.java"
public class compile.TestClass extends java.lang.Object
SourceFile: "TestClass.java" /* 源文件名称 */
minor version: 0 /* 次版本号 */
major version: 50 /* 主版本号，50-->jdk6 */
Constant pool: /* 常量池：存放所有的方法名、field名、方法签名（方法参数+返回值）、类型名、class文件中的常量值 */
const #1 = Method #4.#18; // java/lang/Object."<init>":()V
const #2 = Field #3.#19; // compile/TestClass.m:I
const #3 = class #20; // compile/TestClass
const #4 = class #21; // java/lang/Object
const #5 = Asciz m; /*field名*/
const #6 = Asciz I; /*类型名*/
const #7 = Asciz <init>; /*方法名（构造器）*/
const #8 = Asciz ()V; /*方法签名（方法参数+返回值）*/
const #9 = Asciz Code;
const #10 = Asciz LineNumberTable; /*class文件中的常量值:Java源码的行号与字节码指令对应关系*/
const #11 = Asciz LocalVariableTable; /*class文件中的常量值:局部变量表*/
const #12 = Asciz this;
const #13 = Asciz Lcompile/TestClass;; /*当前类的类型"Lxxx;"表示xxx引用类型*/
const #14 = Asciz inc; /*方法名*/
const #15 = Asciz ()I; /*方法签名（方法参数+返回值）*/
const #16 = Asciz SourceFile; /*class文件中的常量值:源文件名称*/
const #17 = Asciz TestClass.java; /*class文件中的常量值:源文件名称*/
const #18 = NameAndType #7:#8;// "<init>":()V
const #19 = NameAndType #5:#6;// m:I
const #20 = Asciz compile/TestClass; /*类型名*/
const #21 = Asciz java/lang/Object; /*类型名*/
{
public compile.TestClass();
Code: /* 方法字节码 */
/* Stack:操作数栈的深度（这个值就是类加载阶段为操作数栈分配的深度）
* Locals:局部变量的分配空间（单位是slot，不是个数），对于double和long这两个64bit的，需要两个slot，对于其他<=32bit的，只需要一个slot
* Args_size:方法参数的个数，包括方法参数、this（this只针对实例方法，static方法不会自动添加this）
*/
Stack=1, Locals=1, Args_size=1
0: aload_0 /*将第0个Slot中的引用类型的本地变量推到操作数栈顶，这里就是LocalVariableTable的this*/
1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V /* invokespecial #1：调用#1常量代表的方法，这里就是super(),当前栈顶的元素作为该方法#1的接收者 */
4: return /*返回该方法，该方法的返回值为Void，执行了return指令，方法结束*/
LineNumberTable: /* Java源码的行号与字节码指令对应关系 */
line 5: 0
LocalVariableTable: /* 局部变量表 */
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcompile/TestClass;
public int inc();
Code:
Stack=2, Locals=1, Args_size=1
0: aload_0 /*将第0个Slot中的引用类型的本地变量推到操作数栈顶，这里就是LocalVariableTable的this*/
1: getfield #2; //Field m:I /*getfield #2:获取常量表中定义的#2实例（即实例m）,然后将m推到操作数栈顶*/
4: iconst_1 /*向栈顶压入一个int常量1*/
5: iadd /*将栈顶的两个元素相加（这里是1和m），然后将结果压入栈顶*/
6: ireturn /*从当前方法返回栈顶的int型数值结果*/
LineNumberTable:
line 9: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 7 0 this Lcompile/TestClass;
}说明：
上述文件中/*xxx*/这样的注释是我添加的，//这样的注释是javap自己生成的
需要知道的是，上述的文件并非是生成的*.class文件，*.class文件的内容是一串接近于机器码的十六进制字符，开头是一个魔数"0xCAFEBABE"，该魔数是确定一个文件是否是class文件的标准。之后就是class编译版本（minor version，major version），然后下边的顺序与TCV.txt的顺序一样了。
在TCV.txt文件中，多了一个无参构造器方法，该无参构造器调用的是TestClass的父类Object的无参构造器（即执行了super()方法），这个无参构造器是在javac变异的第三步"语义分析"的时候添加的，具体的查看第二章 Javac编译原理
注意：
常量池的存放内容
存放所有的方法名
field名
方法签名（方法参数+返回值）
类型名
class文件中的常量值
常量池的前四部分可以称作是符号引用（即只有一些名称，但没有实际的地址，在运行期进行类的加载过后，会为这些东西分配实际的内存，到时候符号引用就会转化为直接引用，就能被JVM用了）
常量池的组成：符号引用、常量（这个常量包含我们代码中定义的常量，eg、字符串常量，也包括class文件中的常量，eg.SourceFile）。
主版本号的对应（eg.50对应jdk6，51对应jdk7），查看《深入理解java虚拟机（第二版）》P167
Stack：操作数栈的深度（这个值就是类加载阶段为操作数栈分配的深度）
Locals：局部变量的分配空间（单位是slot，不是个数），对于double和long这两个64bit的，需要两个slot，对于其他<=32bit的，只需要一个slot
Args_size：方法参数的个数，包括方法参数、this（this只针对实例方法，static方法不会自动添加this）
inc()方法：我详细注释了该方法的执行过程，这也就是JVM执行一个方法的基本流程（基于栈）
提醒：
Code部分是我们主要关注的部分，这一部分中关键的部分就是每一条字节码指令的意义是什么。具体的可以查看《深入分析Java Web技术内幕（修订版）》P124-P135
总结：
掌握类文件结构，有利于我们理解类加载机制，而了解了类加载机制，最直接的好处，就是我们可以自己编写类加载工具，例如，smarty框架就是自己编写了一个类加载器
读懂执行javap之后的字节码指令有利于我们理解java代码的执行流程，对我们定位问题也有一定的好处（虽然我在开发中还没有用这种方式定位过问题）
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