JVM字节码

通过javap命令查看class文件的字节码内容

写一个java程序

public class JvmTest 
{
    public static void main( String[] args )
    {
        int a = 2;
		int b = 5;
		int c = b-a;
		System.out.println(c);

    }
}

　

然后进行编译

 

 

通过javap命令查看class文件中的字节码内容

javap用法: javap <options> <classes>　

 

javap命令中，可能的选项包括

• ‐help ‐‐help ‐? 　　　　    输出此用法消息
• ‐version 　　　　　　　　 版本信息
• ‐v ‐verbose　　　　　　   输出附加信息
• ‐l 　　　　　　　　　　　输出行号和本地变量表
• ‐public 　　　　　　　　仅显示公共类和成员
• ‐protected 　　　　　　显示受保护的/公共类和成员
• ‐package　　　　       　　显示程序包/受保护的/公共类和成员 (默认)
• ‐p ‐private 　　　　 　　显示所有类和成员
• ‐c 　　　　　　　　　　对代码进行反汇编
• ‐s 　　　　　　　　　　输出内部类型签名
• ‐sysinfo 　　　　　　　　显示正在处理的类的系统信息 (路径, 大小, 日期, MD5 散列)
• ‐constants 　　　　　　显示最终常量　　　　　　　　　　
• ‐classpath <path> 　　　　指定查找用户类文件的位置
• ‐cp <path> 　　　　　　　　指定查找用户类文件的位置
• ‐bootclasspath <path> 　　　　覆盖引导类文件的位置

 

查看生成的test.txt文件内容大致分为4个部分：

第一部分：显示了生成这个class的java源文件、版本信息、生成时间等。

 

 

 第二部分：显示了该类中所涉及到常量池，共26个常量。

 

 

 第三部分：显示该类的构造器，编译器自动插入的。

 

 

 第四部分：显示了main方的信息。（这个是需要我们重点关注的）

 

 

 

常量池

官网文档：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.4-140

constant_pool表中的每个项目都 必须以一个1字节的标签开头，指示cp_info条目的类型。

info数组的内容随的值而变化tag。有效标签及其值在表中列出。

每个标签字节后必须跟两个或多个字节，以提供有关特定常数的信息。

附加信息的格式随标签值的不同而不同。

Constant Type（常量类型）	Value（值）	说明
CONSTANT_Class	7	类或接口的符号引用
CONSTANT_Fieldref	9	字段的符号引用
CONSTANT_Methodref	10	类中方法的符号引用
CONSTANT_InterfaceMethodref	11	接口中方法的符号引用
CONSTANT_String	8	字符串类型常量
CONSTANT_Integer	3	整型常量
CONSTANT_Float	4	浮点型常量
CONSTANT_Long	5	长整型常量
CONSTANT_Double	6	双精度浮点型常量
CONSTANT_NameAndType	12	字段或方法的符号引用
CONSTANT_Utf8	1	UTF-8编码的字符串
CONSTANT_MethodHandle	15	表示方法句柄
CONSTANT_MethodType	16	标志方法类型
CONSTANT_InvokeDynamic	18	表示一个动态方法调用点

 

描述符

1.字段描述符

官网：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.3.2

字段描述符表示类，实例或局部变量的类型。

基本类型中，L和; 的对象类型，和[ 的数组类型都是ASCII字符。

ClassName表示以内部形式编码的二进制类或接口名称。

表中显示了字段描述符作为类型的解释。

表示数组类型的字段描述符只有在表示维数小于等于255的类型时才有效。

 

FieldType term（FieldType术语）	Type（类型）	Interpretation（解释）
B	byte	有符号字节
C	char	基本多语言平面中的Unicode字符代码点，使用UTF-16编码
D	double	双精度浮点值
F	float	单精度浮点值
I	int	整数
J	long	长整数
L ClassName ;	reference	类ClassName的一个实例
S	short	短类型
Z	boolean	true 要么 false
[	reference	一维数组

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• 类型的实例变量的描述符字段 int是根本I。
• 类型的实例变量的字段描述符 Object为L java/lang/Object;。请注意，Object使用了类的二进制名称的内部形式。
• 多维数组类型的实例变量的字段描述符double[][][] 为[[[D。

2.方法描述符

官网：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.3.3

方法描述符中包含零点或多个参数的描述符，表示该类型的参数，该方法需要和返回的描述符，表示该值的类型（如果有的话），该方法返回

字符V表示该方法不返回任何值（其结果为void）。

示例：

方法的方法描述符：

object m(int i, double d, Thread t) {...}

　　

在字节码文件中

(IDLjava/lang/Thread;)Ljava/lang/Objec

　　需要注意的是的二进制名称的内部形式 Thread和Object使用。

• 一种方法，描述符是有效的，只有当它表示具有255或更低的总长度，其中该长度包括在实例或接口方法调用的情况下，这种情况的贡献方法参数。
• 通过将各个参数的贡献相加来计算总长度，其中long或double类型的参数对长度贡献两个单位，而其他类型的参数则贡献一个单位。
• 无论方法描述器是类方法还是实例方法，方法描述符都是相同的。
• 尽管为此传递了实例方法，但对引用对象的引用除了其预期的参数外，该事实并未反映在方法描述符中。
• 对此的引用由调用实例方法的Java虚拟机指令隐式传递。

解读方法字节码

 主要关注的第四部分

 

图解

 

 

研究 i++ 与 ++i 的不同

i++表示，先返回再+1，++i表示，先+1再返回。

编写测试代码：

public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
new Test2().method1();
new Test2().method2();
}
public void method1(){
int i = 1;
int a = i++;
System.out.println(a); //打印1
}
public void method2(){
int i = 1;
int a = ++i;
System.out.println(a);//打印2
}
}

　　

字节码文件

我们主要看的是method1和method2两个方法的字节码

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 图解对比

 

 由上图，可以看见i++与++i 在第二步和第三步的时候是颠倒过来的

区别：

• i++
  • 只是在本地变量中对数字做了相加，并没有将数据压入到操作栈
  • 将前面拿到的数字1，再次从操作栈中拿到，压入到本地变量中
• ++i
  • 将本地变量中的数字做了相加，并且将数据压入到操作栈
  • 将操作栈中的数据，再次压入到本地变量中

字符串拼接

字符串的拼接在开发过程中使用是非常频繁的，常用的方式有三种：

• +号拼接： str+"456"
• StringBuilder拼接
• StringBuffer拼接

StringBuffer是保证线程安全的，效率是比较低的，我们更多的是使用场景是不会涉及到线程安全的问题的，所以更多的时候会选择StringBuilder，效率会高一些

比较+号拼接与StringBuilder那个效率高

代码

package cn.itcast.jvm;
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
new Test3().m1();
new Test3().m2();
}
public void m1(){
String s1 = "123";
String s2 = "456";
String s3 = s1 + s2;
System.out.println(s3);
}
public void m2(){
String s1 = "123";
String s2 = "456";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
String s3 = sb.toString();
System.out.println(s3);
}
}

　　

字节码

m1的字节码

 

 

 m2

 

 

 从解字节码中可以看出，m1()方法源码中是使用+号拼接，但是在字节码中也被编译成了StringBuilder方式。

所以，可以得出结论，字符串拼接，+号和StringBuilder是相等的，效率一样。

 

比较使用+号循环拼接和使用StringBuilder.append()方法循环拼接那个效率高

代码

package cn.itcast.jvm;
public class Test4 {
public static void main(String[] args) {
new Test4().m1();
new Test4().m2();
}
public void m1(){
String str = "";
for (int i = 0; i < 5; i++) {
str = str + i;
}
System.out.println(str);
}
public void m2(){
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
sb.append(i);
}
System.out.println(sb.toString());
}
}

　　

字节码

m1

 

 

m2

 

 可以看到，m1()方法中的循环体内，每一次循环都会创建StringBuilder对象，效率低于m2()方法。