Java bytecode 玩法不完全指北

Abstract：打开.class文件康康 byte code的组成 & 字节码增强是什么(以Jvms8为例)

要玩bytecode，还是先简单看一眼bytecode的设计定位和内部结构

What ？

• bytecode是一套Java虚拟机的指令集，或者说是以.class文件为形式的机器码，再通过Java interpreter对接各种不同的操作系统，以此帮助Java实现了平台独立性，也就是compile once,run every where

• 另外，由于只要满足字节码的形式，JVM甚至可以兼容其他语言（Kotlin、Scala），大大提高了扩展性，当然本篇还是以Java为例

How ?

• .java 通过 javac 编译生成 .class文件
• .class文件通过 Java interpreter对接操作系统和硬件（当然不包括native method）

Structure

• 上表中的结构不局限于HotSpot虚拟机，而是JVM Specification中的规定
• 下面以这样一个自定义类为例：

/**
 * @author GabbyYam
 * @date 2020/3/5
 */
public class YamCode {
    public String yam_name;
    private int yam_total;

    public String getYam_name() {
        return yam_name;
    }

    public void setYam_name(String yam_name) {
        this.yam_name = yam_name;
    }

    public int getYam_total() {
        return yam_total;
    }

    public void setYam_total(int yam_total) {
        this.yam_total = yam_total;
    }
}

magic

• 对其javac 编译：可见.class文件中存在magic标记：cafebabe，代表初代开发团队成员喜欢的一种咖啡，是class文件的标记符

• 为了方便理解（字节码也没法理解），我们javap -verbose反编译，将其转换为可理解的代码

• 全限定类名、版本号以及权限控制相关的标记符

版本号

• 主次版本号从45起记，各版本号范围依次为
• 新版本可以兼容低版本，反之则不行

访问控制符

• 其中MODULE为Java9新增的部分

常量池 Constant pool

• 需要注意的是常量池中的常量具备动态性，也就是说，不一定在编译期产生，比如常见的String.intern(String.valueOf(“xx”))
• 也是基于动态性，常量池需要向Method Area申请方法区内存，所以有OutOfMemoryError的可能

方法属性method_info

其中有三段重要信息

Code：即方法内包含的操作码集合

• 对应JVM指令操作码，比如图中的aload_0表示将局部变量压入操作数栈，详细操作码解释参见Java bytecode instruction listings

LineNumberTable

• Code中操作码对应源码的行数，也即下面这句话对应的位置

  return yam_name;
  

LocalVariableTable

• 方法内局部变量表

字节码增强