- javap工具
- 图解方法的执行流程
接着上一节，研究一下两组字节码指令，
一个是 public cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld(); 构造方法的字节码指令
2a b7 00 01 b1
- 2a 对应的指令为 aload_0，加载 slot 0 的局部变量，即 this，做为下面的 invokespecial 构造方法的参数
- b7 对应的指令为 invokespecial 预备调用构造方法，通过 00 01 找到要调用的方法。
- 00 01 引用常量池中 #1 项，即【 Method java/lang/Object."")V 】，Object中的返回值为void 的init方法
- b1 对应的指令为 return ，表示调用完方法后返回。
通过上面指令的分析可以得出，在 HelloWorld() 这个构造方法中的指令，是调用 Object 中的 init方法。
另一个是 public static void main(java.lang.String[]); 主方法的字节码指令
b2 00 02 12 03 b6 00 04 b1
- b2 对应的指令为 getstatic 用来加载静态变量。加载的静态变量由后面2个字节指明。
- 00 02引用常量池中 #2 项，即【Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;】
- 12 => ldc 加载参数，参数有后面一个字节指明。
- 03 引用常量池中 #3 项，即 【String hello world】
- b6 => invokevirtual 预备调用成员方法，调用的方法由后面的两个字节指明。
- 00 04 引用常量池中 #4 项，即【Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V】
- b1对应的指令为 return 表示返回
通过对上面的指令进行分析，可以得知，执行 java/io/PrintStream类下的参数为Ljava/lang/String，返回值为void 的 println方法。
参考文档
javap工具Oracle 提供了 javap 工具来反编译 class 文件，使得分析字节码文件更加方便。
使用命令：javap -v HelloWorld.class
下面是使用 javap 反编译的 class文件。
Classfile /root/HelloWorld.class Last modified Jul 7, 2019; size 597 bytes MD5 checksum 361dca1c3f4ae38644a9cd5060ac6dbc Compiled from "HelloWorld.java" public class cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: #1 = Methodref #6.#21 // java/lang/Object."":()V #2 = Fieldref #22.#23 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #3 = String #24 // hello world #4 = Methodref #25.#26 // java/io/PrintStream.println: (Ljava/lang/String;)V #5 = Class #27 // cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld #6 = Class #28 // java/lang/Object #7 = Utf8 #8 = Utf8 ()V #9 = Utf8 Code #10 = Utf8 LineNumberTable #11 = Utf8 LocalVariableTable #12 = Utf8 this #13 = Utf8 Lcn/itcast/jvm/t5/HelloWorld;#14 = Utf8 main #15 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #16 = Utf8 args #17 = Utf8 [Ljava/lang/String; #18 = Utf8 MethodParameters #19 = Utf8 SourceFile #20 = Utf8 HelloWorld.java #21 = NameAndType #7:#8 // " ":()V #22 = Class #29 // java/lang/System #23 = NameAndType #30:#31 // out:Ljava/io/PrintStream; #24 = Utf8 hello world #25 = Class #32 // java/io/PrintStream #26 = NameAndType #33:#34 // println:(Ljava/lang/String;)V #27 = Utf8 cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld #28 = Utf8 java/lang/Object #29 = Utf8 java/lang/System #30 = Utf8 out #31 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #32 = Utf8 java/io/PrintStream #33 = Utf8 println #34 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V { public cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object." ":()V 4: return LineNumberTable: line 4: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcn/itcast/jvm/t5/HelloWorld; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=1, args_size=1 0: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 3: ldc #3 // String hello world 5: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: return LineNumberTable: line 6: 0 line 7: 8 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 9 0 args [Ljava/lang/String; MethodParameters: Name Flags args }
通过使用 javap 工具可以更直观的分析 class 文件。
图解方法的执行流程演示代码
package cn.itcast.jvm.t3.bytecode;
public class Demo3_1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = Short.MAX_VALUE + 1;
int c = a + b;
System.out.println(c);
}
}
Classfile /root/Demo3_1.class Last modified Jul 7, 2019; size 665 bytes MD5 checksum a2c29a22421e218d4924d31e6990cfc5 Compiled from "Demo3_1.java" public class cn.itcast.jvm.t3.bytecode.Demo3_1 minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER Constant pool: #1 = Methodref #7.#26 // java/lang/Object."":()V #2 = Class #27 // java/lang/Short #3 = Integer 32768 #4 = Fieldref #28.#29 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #5 = Methodref #30.#31 // java/io/PrintStream.println:(I)V #6 = Class #32 // cn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1 #7 = Class #33 // java/lang/Object #8 = Utf8 #9 = Utf8 ()V #10 = Utf8 Code #11 = Utf8 LineNumberTable #12 = Utf8 LocalVariableTable #13 = Utf8 this #14 = Utf8 Lcn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1; #15 = Utf8 main #16 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #17 = Utf8 args #18 = Utf8 [Ljava/lang/String; #19 = Utf8 a#20 = Utf8 I #21 = Utf8 b #22 = Utf8 c #23 = Utf8 MethodParameters #24 = Utf8 SourceFile #25 = Utf8 Demo3_1.java #26 = NameAndType #8:#9 // " ":()V #27 = Utf8 java/lang/Short #28 = Class #34 // java/lang/System #29 = NameAndType #35:#36 // out:Ljava/io/PrintStream; #30 = Class #37 // java/io/PrintStream #31 = NameAndType #38:#39 // println:(I)V #32 = Utf8 cn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1 #33 = Utf8 java/lang/Object #34 = Utf8 java/lang/System #35 = Utf8 out #36 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #37 = Utf8 java/io/PrintStream #38 = Utf8 println #39 = Utf8 (I)V { public cn.itcast.jvm.t3.bytecode.Demo3_1(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object." ":()V 4: return LineNumberTable: line 6: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this Lcn/itcast/jvm/t3/bytecode/Demo3_1; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=4, args_size=1 0: bipush 10 2: istore_1 3: ldc #3 // int 32768 5: istore_2 6: iload_1 7: iload_2 8: iadd 9: istore_3 10: getstatic #4 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 13: iload_3 14: invokevirtual #5 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 17: return LineNumberTable: line 8: 0 line 9: 3 line 10: 6 line 11: 10 line 12: 17 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 18 0 args [Ljava/lang/String; 3 15 1 a I 6 12 2 b I 10 8 3 c I MethodParameters: Name Flags args }
在代码执行时，由JVM中的类加载器将类加载到内存中。其中常量池中的数据会放入运行时常量池。
运行时常量池是属于方法区的一部分，方法的字节码会存放在方法区中。
在代码执行时，去运行时常量池找寻数据。数字的范围超过Short.MAX_VALUE（32768），数字就会存储在常量池中。
等待类加载完成之后，main方法开始执行，分配栈帧内存。（stack=2，locals=4）
stack为栈的最大深度，locals为变量表的长度。
执行引擎开始执行字节码
bipush 10
将一个 byte 压入操作数栈（其长度会补齐 4 个字节），类似的指令还有sipush 将一个 short 压入操作数栈（其长度会补齐 4 个字节），ldc 将一个 int 压入操作数栈，ldc2_w 将一个 long 压入操作数栈（分两次压入，因为 long 是 8 个字节）。
这里小的数字都是和字节码指令存在一起，超过 short 范围的数字存入了常量池
istore_1
将操作数栈顶数据弹出，存入局部变量表的 slot 1
上面两条指令对于java代码 int a = 10;
ldc #3
从常量池加载 #3 数据到操作数栈
注意 Short.MAX_VALUE 是 32767，所以 32768 = Short.MAX_VALUE + 1 实际是在编译期间计算
好的。
istore_2
上面两条指令对于着 int b = Short.MAX_VALUE + 1;
iload_1与iload_2 的功能是将 变量表中1号槽位的值和变量表中2号槽位的值读取到 操作数栈中。
iadd 将操作数栈中的两个值相加放入栈中。
istore_3 将操作数栈中的数据放入变量表中的3号槽位
以上的指令对应着java代码 int c = a + b;
getstatic #4 到运行时常量池找到 4号项的引用，对象在堆中存放，将对象的引用放入常量池。
iload_3 将 变量表中3号槽位的值放入操作数栈。
invokevirtual #5
找到常量池 #5 项
定位到方法区 java/io/PrintStream.println:(I)V 方法
生成新的栈帧（分配 locals、stack等）
传递参数，执行新栈帧中的字节码
执行完毕，弹出栈帧
清除 main 操作数栈内容
return
完成 main 方法调用，弹出 main 栈帧
程序结束
