深入java虚拟机Class文件实例解析

前面发了几篇学习笔记，但是看这些东西总是感觉很"玄乎"，来一篇实战的东西来揭一下"JVM"的面纱，让"SSH"时代的童鞋们来熟悉一下Java的"老祖爷"JVM。由于自己的水平有限，所以大家在看过程中发了什么问题，或者您有什么疑问请及时提出来，我及时解决。如果您有什么建议，那么更好大家一块讨论。

　　1. 源码文件

?

public class LearningClassFile {

    //普通变量

    private int id1;

    //静态变量

    private static int id2;

    //常量

    private final int id3 = 4;

    //静态常量

    private static final int id4 = 5;

         

    public LearningClassFile() {

    }

     

    public LearningClassFile(int id1, int id2) {

        this.id1 = id1;

        this.id2 = id2;

    }

     

    //使用public修饰的addPub方法

    public void addPub(int a, int b) {

        int result = a + b;

        System.out.println(result);

    }

     

    //使用private修饰的addPri方法

    private void addPri(int a, int b) {

        int result = a + b;

        System.out.println(result);

    }

     

    //使用static修饰的方法

    public static void addSta() {

        int result = id2 + id4;

        System.out.println(result);

    }

     

    public static final void addFinal(int a, int b) {

        int result = a + b;

        System.out.println(result);

    }

     

    public static void main(String[] args) {

        LearningClassFile lcf = new LearningClassFile(1, 2);

        lcf.addPub(1, 2);

        lcf.addPri(1, 2);

        addSta();

        addFinal(1, 2);

    }

}

 Class文件：

 

?

Compiled from "LearningClassFile.java"

public class LearningClassFile extends java.lang.Object

  SourceFile: "LearningClassFile.java"

  minor version: 0

  major version: 50

//运行时常量池：用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

  Constant pool:

//从父类Object继承的默认构造方法

//观察该方法的特征：无参，返回类型void

const #1 = Method       #13.#35;        //  java/lang/Object."<init>":()V

//常量id3

//"#7.#36; //  LearningClassFile.id3:I"

//#7：查找常量池中的类名LearningClassFile

//#36-->"const #36 = NameAndType #17:#15;//  id3:I"

//NameAndType字面的意思是名称和类型。即id3是变量的名称，I表示id3是int类型

//综合描述：LearningClassFile中的id3是int类型

const #2 = Field        #7.#36; //  LearningClassFile.id3:I

const #3 = Field        #7.#37; //  LearningClassFile.id1:I

const #4 = Field        #7.#38; //  LearningClassFile.id2:I

//将System的out存储至常量池

//System类中out被public static final修饰的

//"public final static PrintStream out = nullPrintStream();"

//综合描述：System类的out属性是PrintStream类型

const #5 = Field        #39.#40;        //  java/lang/System.out:Ljava/io/PrintS

tream;

//将PrintStream的Println()方法存储至常量池

//该方法的参数为I，返回值为void

const #6 = Method       #41.#42;        //  java/io/PrintStream.println:(I)V

//类LearningClassFIle

const #7 = class        #43;    //  LearningClassFile

//构造函数

//该构造函数需传入两个int类型的变量

const #8 = Method       #7.#44; //  LearningClassFile."<init>":(II)V

//LearningClassFile的addPub方法

//#4-->"const #45 = NameAndType #27:#26;//  addPub:(II)V"

//#27-->"const #27 = Asciz       addPub;"    方法的名称为：addPub

//#26-->"const #26 = Asciz       (II)V;"     方法的类型：两个int类型的参数，返回类型为void

const #9 = Method       #7.#45; //  LearningClassFile.addPub:(II)V

const #10 = Method      #7.#46; //  LearningClassFile.addPri:(II)V

const #11 = Method      #7.#47; //  LearningClassFile.addSta:()V

const #12 = Method      #7.#48; //  LearningClassFile.addFinal:(II)V

const #13 = class       #49;    //  java/lang/Object

const #14 = Asciz       id1;

const #15 = Asciz       I;

const #16 = Asciz       id2;

const #17 = Asciz       id3;

//ConstantValue属性表示一个常量字段的值

//即final修饰的属性

const #18 = Asciz       ConstantValue;

//对于final修饰的常量直接将类型和值存入常量池

const #19 = int 4;

const #20 = Asciz       id4;

const #21 = int 5;

const #22 = Asciz       <init>;

const #23 = Asciz       ()V;

//Code属性只为唯一一个方法、实例类初始化方法或类初始化方法保存Java虚拟机指令及相关辅助信息

//简而言之：保存方法编译后的指令信息

const #24 = Asciz       Code;

//java源码行号与编译后的字节码指令的对应表

const #25 = Asciz       LineNumberTable;

const #26 = Asciz       (II)V;

const #27 = Asciz       addPub;

const #28 = Asciz       addPri;

const #29 = Asciz       addSta;

const #30 = Asciz       addFinal;

const #31 = Asciz       main;

const #32 = Asciz       ([Ljava/lang/String;)V;

//java 源码文件

const #33 = Asciz       SourceFile;

const #34 = Asciz       LearningClassFile.java;

const #35 = NameAndType #22:#23;//  "<init>":()V

const #36 = NameAndType #17:#15;//  id3:I

const #37 = NameAndType #14:#15;//  id1:I

const #38 = NameAndType #16:#15;//  id2:I

const #39 = class       #50;    //  java/lang/System

const #40 = NameAndType #51:#52;//  out:Ljava/io/PrintStream;

const #41 = class       #53;    //  java/io/PrintStream

const #42 = NameAndType #54:#55;//  println:(I)V

const #43 = Asciz       LearningClassFile;

const #44 = NameAndType #22:#26;//  "<init>":(II)V

const #45 = NameAndType #27:#26;//  addPub:(II)V

const #46 = NameAndType #28:#26;//  addPri:(II)V

const #47 = NameAndType #29:#23;//  addSta:()V

const #48 = NameAndType #30:#26;//  addFinal:(II)V

const #49 = Asciz       java/lang/Object;

const #50 = Asciz       java/lang/System;

const #51 = Asciz       out;

const #52 = Asciz       Ljava/io/PrintStream;;

const #53 = Asciz       java/io/PrintStream;

const #54 = Asciz       println;

const #55 = Asciz       (I)V;

 

{

//默认构造方法

public LearningClassFile();

  Code:

   Stack=2, Locals=1, Args_size=1

   0:   aload_0    

   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

   //将id3的引用推送至栈顶

   4:   aload_0

   //将4推送至栈顶

   5:   iconst_4

   //将4赋值给id3

   6:   putfield        #2; //Field id3:I

   9:   return

  LineNumberTable:

   line 11: 0   //public LearningClassFile() {

                //对于final类型的实例变量在每个构造方法中都会进行一次初始化。

   line 7: 4    //    private final int id3 = 4; 

   line 12: 9   //}

 

 

public LearningClassFile(int, int);

  Code:

   Stack=2, Locals=3, Args_size=3

   0:   aload_0

   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

   4:   aload_0

   5:   iconst_4

   6:   putfield        #2; //Field id3:I

   9:   aload_0

   10:  iload_1

   11:  putfield        #3; //Field id1:I

   14:  aload_0

   15:  pop

   16:  iload_2

   17:  putstatic       #4; //Field id2:I

   20:  return

  LineNumberTable:

   line 14: 0    //public LearningClassFile(int id1, int id2) {

                 //对于final类型的实例变量在每个构造方法中都会进行一次初始化。

   line 7: 4     //    private final int id3 = 4;   

   line 15: 9    //    this.id1 = id1;

   line 16: 14   //    this.id2 = id2;

   line 17: 20   //}

 

 

public void addPub(int, int);

  Code:

   Stack=2, Locals=4, Args_size=3

   0:   iload_1

   1:   iload_2

   2:   iadd

   3:   istore_3

   4:   getstatic       #5; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

   7:   iload_3

   8:   invokevirtual   #6; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V

   11:  return

  LineNumberTable:

   line 21: 0    //    int result = a + b; 

   line 22: 4    //    System.out.println(result);

   line 23: 11   // }

 

 

public static void addSta();

  Code:

   Stack=2, Locals=1, Args_size=0

   //获取静态变量id2推送至栈顶

   0:   getstatic       #4; //Field id2:I

   //直接从常量池中取出id4的值5推送至栈顶

   3:   iconst_5

   //执行相加操作

   4:   iadd

   //将计算结果推送至栈顶

   5:   istore_0

   //获取静态与out

   6:   getstatic       #5; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

   //取出计算结果

   9:   iload_0

   //调用println方法

   10:  invokevirtual   #6; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V

   //方法正常结束

   13:  return

  LineNumberTable:

   line 33: 0    //     int result = id2 + id4;

   line 34: 6    //     System.out.println(result);

   line 35: 13   //}

 

 

public static final void addFinal(int, int);

  Code:

   Stack=2, Locals=3, Args_size=2

   0:   iload_0

   1:   iload_1

   2:   iadd

   3:   istore_2

   4:   getstatic       #5; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

   7:   iload_2

   8:   invokevirtual   #6; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V

   11:  return

  LineNumberTable:

   line 38: 0

   line 39: 4

   line 40: 11

 

 

public static void main(java.lang.String[]);

  Code:

   Stack=4, Locals=2, Args_size=1

   //创建一个LearningClassFile对象，并将对象的引用推送至栈顶

   0:   new     #7; //class LearningClassFile

   //将对象的引用进行备份推送至栈顶

   //使用原有的引用值调用实例方法，现在置于栈顶的引用值的位置将被接下来的操作覆盖。

   3:   dup

   //将构造函数中的参数1推送至栈顶

   4:   iconst_1

   5:   iconst_2

   //执行构造方法

   6:   invokespecial   #8; //Method "<init>":(II)V

   //将栈顶引用型数值存入第二个本地变量

   9:   astore_1

   10:  aload_1

   11:  iconst_1

   12:  iconst_2

   //调用实例方法

   13:  invokevirtual   #9; //Method addPub:(II)V

   16:  aload_1

   17:  iconst_1

   18:  iconst_2

   19:  invokespecial   #10; //Method addPri:(II)V

   //调用静态方法

   22:  invokestatic    #11; //Method addSta:()V

   25:  iconst_1

   26:  iconst_2

   27:  invokestatic    #12; //Method addFinal:(II)V

   30:  return

  LineNumberTable:

   line 43: 0     //   LearningClassFile lcf = new LearningClassFile(1, 2);

   line 44: 10    //   lcf.addPub(1, 2);

   line 45: 16    //   lcf.addPri(1, 2);

   line 46: 22    //   addSta();

   line 47: 25    //   addFinal(1, 2);

   line 48: 30    //}

}

final变量和static final变量的区别：

    1. 实例常量和类常量的区别

    2. 初识方式不同：从class字节码来看final修饰的变量会出现在每个构造方法中进行一次初始化；static final类型的变量必须在定义的时候进行初始化。

     

理解"编译期可知，运行期不变": 编译器可确定调用方法的版本，符合这个标准的方法主要有两种：私有方法，静态方法。详情请看：深入理解JVM读书笔记--字节码执行引擎。

　　2. final变量和static final变量的区别： (1) 实例常量和类常量的区别 (2) 初始化方式不同：从class字节码来看final修饰的变量会出现在每个构造方法中进行一次初始化；static final类型的变量必须在定义的时候进行初始化。

　　3. 理解"编译期可知，运行期不变": 编译器可确定调用方法的版本，符合这个标准的方法主要有两种：私有方法，静态方法。详情请看：深入理解JVM读书笔记--字节码执行引擎。