JVM-javap工具
javap 是一个能够将 class 文件反汇编成人类可读格式的工具。
public class Foo { private int tryBlock; private int catchBlock; private int finallyBlock; private int methodExit; public void test() { try { tryBlock = 0; } catch (Exception e) { catchBlock = 1; } finally { finallyBlock = 2; } methodExit = 3; } }
使用javap
$ javac Foo.java $ javap -p -v Foo Classfile ../Foo.class Last modified ..; size 541 bytes MD5 checksum 3828cdfbba56fea1da6c8d94fd13b20d Compiled from "Foo.java" public class Foo minor version: 0 major version: 54 flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPER this_class: #7 // Foo super_class: #8 // java/lang/Object interfaces: 0, fields: 4, methods: 2, attributes: 1 Constant pool: #1 = Methodref #8.#23 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Fieldref #7.#24 // Foo.tryBlock:I #3 = Fieldref #7.#25 // Foo.finallyBlock:I #4 = Class #26 // java/lang/Exception #5 = Fieldref #7.#27 // Foo.catchBlock:I #6 = Fieldref #7.#28 // Foo.methodExit:I #7 = Class #29 // Foo #8 = Class #30 // java/lang/Object #9 = Utf8 tryBlock #10 = Utf8 I #11 = Utf8 catchBlock #12 = Utf8 finallyBlock #13 = Utf8 methodExit #14 = Utf8 <init> #15 = Utf8 ()V #16 = Utf8 Code #17 = Utf8 LineNumberTable #18 = Utf8 test #19 = Utf8 StackMapTable #20 = Class #31 // java/lang/Throwable #21 = Utf8 SourceFile #22 = Utf8 Foo.java #23 = NameAndType #14:#15 // "<init>":()V #24 = NameAndType #9:#10 // tryBlock:I #25 = NameAndType #12:#10 // finallyBlock:I #26 = Utf8 java/lang/Exception #27 = NameAndType #11:#10 // catchBlock:I #28 = NameAndType #13:#10 // methodExit:I #29 = Utf8 Foo #30 = Utf8 java/lang/Object #31 = Utf8 java/lang/Throwable { private int tryBlock; descriptor: I flags: (0x0002) ACC_PRIVATE private int catchBlock; descriptor: I flags: (0x0002) ACC_PRIVATE private int finallyBlock; descriptor: I flags: (0x0002) ACC_PRIVATE private int methodExit; descriptor: I flags: (0x0002) ACC_PRIVATE public Foo(); descriptor: ()V flags: (0x0001) 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 1: 0 public void test(); descriptor: ()V flags: (0x0001) ACC_PUBLIC Code: stack=2, locals=3, args_size=1 0: aload_0 1: iconst_0 2: putfield #2 // Field tryBlock:I 5: aload_0 6: iconst_2 7: putfield #3 // Field finallyBlock:I 10: goto 35 13: astore_1 14: aload_0 15: iconst_1 16: putfield #5 // Field catchBlock:I 19: aload_0 20: iconst_2 21: putfield #3 // Field finallyBlock:I 24: goto 35 27: astore_2 28: aload_0 29: iconst_2 30: putfield #3 // Field finallyBlock:I 33: aload_2 34: athrow 35: aload_0 36: iconst_3 37: putfield #6 // Field methodExit:I 40: return Exception table: from to target type 0 5 13 Class java/lang/Exception 0 5 27 any 13 19 27 any LineNumberTable: line 9: 0 line 13: 5 line 14: 10 line 10: 13 line 11: 14 line 13: 19 line 14: 24 line 13: 27 line 14: 33 line 15: 35 line 16: 40 StackMapTable: number_of_entries = 3 frame_type = 77 /* same_locals_1_stack_item */ stack = [ class java/lang/Exception ] frame_type = 77 /* same_locals_1_stack_item */ stack = [ class java/lang/Throwable ] frame_type = 7 /* same */ } SourceFile: "Foo.java"
这里面我用到了两个选项。第一个选项是 -p。默认情况下 javap 会打印所有非私有的字段和方法,当加了 -p 选项后,它还将打印私有的字段和方法。第二个选项是 -v。它尽可能地打印所有信息。如果你只需要查阅方法对应的字节码,那么可以用 -c 选项来替换 -v。
javap 的 -v 选项的输出分为几大块。
1. 基本信息,涵盖了原 class 文件的相关信息。
class 文件的版本号(minor version: 0,major version: 54),该类的访问权限(flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPER),该类(this_class: #7)以及父类(super_class: #8)的名字,所实现接口(interfaces: 0)、字段(fields: 4)、方法(methods: 2)以及属性(attributes: 1)的数目。
这里属性指的是 class 文件所携带的辅助信息,比如该 class 文件的源文件的名称。这类信息通常被用于 Java 虚拟机的验证和运行,以及 Java 程序的调试,一般无须深入了解。
Classfile ../Foo.class Last modified ..; size 541 bytes MD5 checksum 3828cdfbba56fea1da6c8d94fd13b20d Compiled from "Foo.java" public class Foo minor version: 0 major version: 54 flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPER this_class: #7 // Foo super_class: #8 // java/lang/Object interfaces: 0, fields: 4, methods: 2, attributes: 1
class 文件的版本号指的是编译生成该 class 文件时所用的 JRE 版本。由较新的 JRE 版本中的 javac 编译而成的 class 文件,不能在旧版本的 JRE 上跑,否则,会出现如下异常信息。(Java 8 对应的版本号为 52,Java 10 对应的版本号为 54。)
Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedClassVersionError: Foo has been compiled by a more recent version of the Java Runtime (class file version 54.0), this version of the Java Runtime only recognizes class file versions up to 52.0
类的访问权限通常为 ACC_ 开头的常量。具体每个常量的意义可以查阅 Java 虚拟机规范 4.1 小节 [1]。
2. 常量池,用来存放各种常量以及符号引用。
常量池中的每一项都有一个对应的索引(如 #1),并且可能引用其他的常量池项(#1 = Methodref #8.#23)。
Constant pool: #1 = Methodref #8.#23 // java/lang/Object."<init>":()V ... #8 = Class #30 // java/lang/Object ... #14 = Utf8 <init> #15 = Utf8 ()V ... #23 = NameAndType #14:#15 // "<init>":()V ... #30 = Utf8 java/lang/Object
3. 字段区域,用来列举该类中的各个字段。
这里最主要的信息便是该字段的类型(descriptor: I)以及访问权限(flags: (0x0002) ACC_PRIVATE)。对于声明为 final 的静态字段而言,如果它是基本类型或者字符串类型,那么字段区域还将包括它的常量值。
4. 方法区域,用来列举该类中的各个方法。
除了方法描述符以及访问权限之外,每个方法还包括最为重要的代码区域(Code:)。
代码区域一开始会声明该方法中的操作数栈(stack=2)和局部变量数目(locals=3)的最大值,以及该方法接收参数的个数(args_size=1)。注意这里局部变量指的是字节码中的局部变量,而非 Java 程序中的局部变量。
接下来则是该方法的字节码。每条字节码均标注了对应的偏移量(bytecode index,BCI),这是用来定位字节码的。比如说偏移量为 10 的跳转字节码 10: goto 35,将跳转至偏移量为 35 的字节码 35: aload_0。
紧跟着的异常表(Exception table:)也会使用偏移量来定位每个异常处理器所监控的范围(由 from 到 to 的代码区域),以及异常处理器的起始位置(target)。除此之外,它还会声明所捕获的异常类型(type)。其中,any 指代任意异常类型。
再接下来的行数表(LineNumberTable:)则是 Java 源程序到字节码偏移量的映射。如果你在编译时使用了 -g 参数(javac -g Foo.java),那么这里还将出现局部变量表(LocalVariableTable:),展示 Java 程序中每个局部变量的名字、类型以及作用域。
行数表和局部变量表均属于调试信息。Java 虚拟机并不要求 class 文件必备这些信息。
最后则是字节码操作数栈的映射表(StackMapTable: number_of_entries = 3)。该表描述的是字节码跳转后操作数栈的分布情况,一般被 Java 虚拟机用于验证所加载的类,以及即时编译相关的一些操作,正常情况下,你无须深入了解。