类文件结构

Class文件格式只有两种数据类型：无符号数和表。

① 无符号数属于基本的数据类型，以u1,u2,u4,u8来分别代表1个字节，2个字节，4个字节和8个字节的无符号数；可用来描述数字，索引引用，数量值或者按照UTF-8编码构成的字符串值。

② 表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都习惯性地以“_info”结尾。表用于描述由层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上就是一张表。

1. 魔数：每个class文件的头4个字节（0-3字节）（16进制），用来确定文件是否为一个可以被虚拟机接受的class文件，不用文件扩展名作为标识是因为扩展名可以随意改动
   

2. 第4，5字节是次版本号；6，7字节是主版本号（JDK向下兼容以前版本的class文件）（0034是java 8）

3. 8-9字节表示常量池的长度，0023表示常量池有#1~#34项（#0项不计入，也没有值）
   
   常量池是在*.class文件中的一张表，常量池中存放两大常量项：
   ① 字面量（文本字符串，声明为final的常量值）；
   ② 符号引用（类和接口的全限定名 （Fully Qualified Name）、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符）；
   虚拟机根据这张表找到要执行的类名，方法名，参数类型，字面量等信息，
   当类被加载，常量池信息会被放入运行时常量池，并且把里面的符号地址变为真实地址

4. 常量池后紧跟着的两个字节是访问标识，用于识别类或者接口层次的访问信息（看是哪几项加起来）
   

5. 类索引、父类索引与接口索引集合

6. 接下来两个字节是Field成员变量信息，字段包括了类级变量或实例级变量，但不包括在方法内声明的变量。字段的名字、数据类型、修饰符等都是无法固定的，只能引用常量池中的常量来描述
   

7. methd
   方法的定义可以通过访问标识，名称索引，描述符索引表达清除，方法中的代码经编译器编译成字节码指令后，存在方法属性表集合中一个名为code的属性

字节码指令

java内部的解释器可以识别平台无关的字节码指令，解释为机器码

javap工具反编译

执行流程

1. 原始的代码
   

2. 编辑以后生成.class文件

3. java虚拟机的类加载器把编译的类进行类加载操作，把.class读取到内存，其中常量池的数据会被放到运行时常量池（小的数值存在方法的代码里，但是一旦数值超过了整数的最大值，就会被存储到常量池）
   

4. 方法字节码载入方法区
   

5. main线程运行，分配栈帧内存（里面有局部变量表（所占的内存大小由局部变量表长度度）和操作数栈（最大操作数栈的深度））
   

6. 执行引擎读取方法的字节码指令开始运行
   
   
   加法运算是把从局部变量表取值放到操作数栈，再从操作数栈依次弹出相加结果存入操作数栈，赋值的时候再把操作数栈的运算结果存到局部变量表的对应槽位

对对象的读取是把堆中的对象的引用放到操作数栈

分析i++

对于自增运算是用iinc指令，iinc是在局部变量表的slot上进行运算
a++和++a的区别在于
① a++是先执行iload（从局部变量表取数据到操作数栈），再在局部变量表上进行iinc）
① ++a是先执行iinc（在局部变量表上进行iinc）再从局部变量表取数据到操作数栈

bipush 10

istore_1

接下来执行a++
① 先iload_1

② 再iinc

接下来是++a
① 先iinc

② 再iload

a++ + ++a再从操作数栈弹值相加

x = x++分析

永远等于0
① 先从局部变量表取x放到操作数栈
② 局部变量表的x自增
③ 把操作数栈的x放到局部变量表x的槽位

条件判断指令

goto用来跳转到指定行号的字节码

循环控制指令

while

do while

for和while的字节码完全一样

构造方法

1. ()
   编译器会按从上到下的顺序收集所有的static静态代码块和静态成员赋值的代码，合并成一个特殊的方法()，并在类加载的初始阶段被调用
   
   

2. ()构造方法
   是实例的构造方法，编译器会按照从上到下的顺序，收集所有{}代码块和成员变量的赋值代码，形成新的构造方法，但原始构造方法内的代码总在最后
   
   

方法调用

1. 调用构造方法，私有方法，final方法使用的都是invokespecial
2. 调用普通方法是invokevirtual
3. 调用静态方法使用的是invokestatic
   
   对于invokespecial和invokesatic是静态绑定，在编译的时候就知道方法的地址，性能高，因为是final，构造，静态，私有

而invokevirtual是动态绑定，可能会方法重写，不知道会去调用谁的

静态方法对于字节码来说不用通过对象来调用，如果通过对象会多一个入操作数栈和出操作数栈的操作，之间用类名调用就好

多态的原理

通过一个对象的invokevirtual调用方法的时候

① 会先通过栈帧中的对象引用找到对象

② 分析对象头，找到对象的实际的class

③ 对象的class结构里面有一个vtable虚方法表，里面存的都是这个类的多态方法（私有方法，静态方法，final方法不会在），是在类加载的链接阶段就根据方法的重写规则写好了的

④ 根据这个表就可以得到你要调用的方法的具体地址（重写了父类的方法就是自己的方法，没重写就是父类的）（是动态的查找）

⑤ 执行方法的字节码

异常处理

有一个Exception table[from，to)，一旦这个范围内的字节码执行出现异常，则通过type匹配异常类型，如果一致，进入target所指行号，错误信息e会存入局部变量表

多个catch在Exception table由多项，但是因为只能匹配一个catch，所以每个catch的错误信息e会存入局部变量表的同一个槽位

finally

就是把finally的代码拷贝到了try和catch块里

但是如果catch没有捕获到异常，try和catch的finally就没有执行，所以在异常表里面会检测剩余的异常进行finally的处理，并且在finally里会把这个异常抛出

练习1
finally出现了retrun不管有没有异常返回的都是fianlly的return

但是注意，如果在finally里写了return，catch没有捕捉到异常，最后的finally不会抛出这个异常，少了athrow的操作，所以finally里一定不要return，可以试试下面的代码吗，完全正常执行

练习2

输出结果是10

如果在try中return i 又在finally里改变了i，其实fianlly对return的i不会有影响，因为try中先对要return的i进行了暂存，固定了返回值，最后再把暂存放到栈顶进行返回

synchronized

来源：CSDN

作者：今天又学java了

链接：https://blog.csdn.net/weixin_43907800/article/details/104013717