第一章：Class 文件结构

一、概述

　　1、字节码文件的跨平台性

　　　　（1）Java语言：跨平台的语言(write once ,run anywhere)
　　　　　　当Java源代码成功编译成字节码后，如果想在不同的平台上面运行，则无须再次编译这个优势不再那么吸引人了。Python、PHP、Per1、Ruby、Lisp等有强大的解释器。·跨平台似乎已经快成为一门语言必选的特性。

　　　　（2）Java虚拟机：跨语言的平台
　　　　　　Java虚拟机不和包括Java在内的任何语言绑定，它只与“Class 文件”这种特定的二进制文件格式所关联。无论使用何种语言进行软件开发，只要能将源文件编译为正确的Class文件，那么这种语言就可以在Java虚拟机上执行。可以说，统一而强大的
Class文件结构，就是Java虚拟机的基石、桥梁。

　　　　　　

 　　　　　　　　

 　　　　　　　  https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html

　　　　　　所有的JVM全部遵守Java虚拟机规范，也就是说所有的JVM环境都是一样的,。这样一来字节码文件可以在各种JVM上运行。

　　　　（3）想要让一个Java程序正确地运行在JVM中，Java源码就必须要被编译为符合JVM规范的字节码。

　　　　　　前端编译器的主要任务就是负责将符合Java语法规范的Java代码转换为符合JVM规范的字节码文件。

　　　　　   javac是一种能够将Java源码编译为字节码的前端编译器。

　　　　　   Javac编译器在将Java源码编译为一个有效的字节码文件过程中经历了4个步骤，分别是词法解析、语法解析、语义解析以及生成字节码。

 　　　　　　

　　　　　　Oracle的JDK软件包括两部分内容：

　　　　　　　　一部分是将3ava源代码编译成Java虚拟机的指令集的编译器

　　　　　　　　另一部分是用于实现ava虚拟机的运行时环境。

　　2、Java的前端编译器

　

　　前端编译器 VS 后端编译器

　　Java源代码的编译结果是字节码，那么肯定需要有一种编译器能够将Java源码编译为字节码，承担这个重要责任的就是配置在path环境变量中的javac编译器。javac是一种能够将Java源码编译为字节码的前端编译器。

　　HotSpot VM并没有强制要求前端编译器只能使用javac来编译字节码，其实只要编译结果符合JVW规范都可以被JVM所识别即可。在Java的前端编译器领域，除了javac之外，还有一种被大家经常用到的前端编译器，那就是内置在Eclipse中的ECJ(EclipseCompiler for Java)编译器。和Javac的全量式编译不同，ECJ是一种增量式编译器。

　　　　（1）在Eclipse中，当开发人员编写完代码后，使用“Ctrl+S”快捷键时，ECJ编译器所采取的编译方案是把未编译部分的源码逐行进行编译，而非每次都全量编译。因此ECJ的编译效率会比javac更加迅速和高效，当然编译质量和javac相比大致还是一样的。

　　　　（2）ECJ不仅是Eclipse的默认内置前端编译器，在Tomcat中同样也是使用ECJ编译器来编译jsp文件。由于ECJ编译器是采用 GPLv2 的开源协议进行源代码公开，所以，大家可以登录eclipse官网下载ECJ编译器的源码进行二次开发。

　　　　（3）默认情况下，Intelli3 IDEA使用 javac编译器。(还可以自己设置为Aspect]编译器 ajc )

　　前端编译器并不会直接涉及编译优化等方面的技术，而是将这些具体优化细节移交给HotSpot的JIT编译器负责。

　　复习：AOT(静态提前编译器，Ahead Of Time Compiler)

　　3、透过字节码指令看代码细节

　　　　面试题：

　　　　① 类文件结构有几个部分？

　　　　② 知道字节码吗？字节码都有哪些？Integer x = 5; int y = 5; 比较 x==y 都经过哪些步骤？

　　　　案例1：

public class IntegerTest {

    public static void main(String[] args) {
        Integer x = 5;
        int y = 5;
        System.out.println(x == y);  //true

        Integer i1 = 10;
        Integer i2 = 10;
        System.out.println(i1 == i2); //true

        Integer i3 = 128;
        Integer i4 = 128;
        System.out.println(i3 == i4); //false
    }
}

　　　　　　字节码信息：

 0 iconst_5　　把int 5 放在操作数栈
 1 invokestatic #2 <java/lang/Integer.valueOf>  调用valueOf成为包装类
 4 astore_1　　    
 5 iconst_5
 6 istore_2
 7 getstatic #3 <java/lang/System.out>
10 aload_1
11 invokevirtual #4 <java/lang/Integer.intValue>
14 iload_2
15 if_icmpne 22 (+7)
18 iconst_1
19 goto 23 (+4)
22 iconst_0
23 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
26 bipush 10
28 invokestatic #2 <java/lang/Integer.valueOf>
31 astore_3
32 bipush 10
34 invokestatic #2 <java/lang/Integer.valueOf>
37 astore 4
39 getstatic #3 <java/lang/System.out>
42 aload_3
43 aload 4
45 if_acmpne 52 (+7)
48 iconst_1
49 goto 53 (+4)
52 iconst_0
53 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
56 sipush 128
59 invokestatic #2 <java/lang/Integer.valueOf>
62 astore 5
64 sipush 128
67 invokestatic #2 <java/lang/Integer.valueOf>
70 astore 6
72 getstatic #3 <java/lang/System.out>
75 aload 5
77 aload 6
79 if_acmpne 86 (+7)
82 iconst_1
83 goto 87 (+4)
86 iconst_0
87 invokevirtual #5 <java/io/PrintStream.println>
90 return

　　　　案例2：

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("hello") + new String("world");
        String str1 = "helloworld";
        System.out.println(str == str1);   //false
    }
}

 　　　　　　字节码信息：

 0 new #2 <java/lang/StringBuilder>
 3 dup
 4 invokespecial #3 <java/lang/StringBuilder.<init>>
 7 new #4 <java/lang/String>
10 dup
11 ldc #5 <hello>
13 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
16 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
19 new #4 <java/lang/String>
22 dup
23 ldc #8 <world>
25 invokespecial #6 <java/lang/String.<init>>
28 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
31 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString>
34 astore_1
35 ldc #10 <helloworld>
37 astore_2
38 getstatic #11 <java/lang/System.out>
41 aload_1
42 aload_2
43 if_acmpne 50 (+7)
46 iconst_1
47 goto 51 (+4)
50 iconst_0
51 invokevirtual #12 <java/io/PrintStream.println>
54 return

　　

　　　　案例3：

class Father {
    int x = 10;
    public Father() {
        this.print();
        x = 20;
    }

    public void print() {
        System.out.println("Father.x = " + x);
    }
}

class Son extends Father {
    int x = 30;
    public Son() {
        this.print();
        x = 40;
    }

    public void print() {
        System.out.println("Son.x = " + x);
    }
}
public class SonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Father f = new Son();
        System.out.println(f.x);   
    }
}

 　　　　　  运行结果：

Son.x = 0
Son.x = 30
20

　　

　　　　　　字节码信息：

　　　　　　Father类：

 0 aload_0
 1 invokespecial #1 <java/lang/Object.<init>>
 4 aload_0
 5 bipush 10
 7 putfield #2 <com/njf/java/Father.x>
10 aload_0
11 invokevirtual #3 <com/njf/java/Father.print>
14 aload_0
15 bipush 20
17 putfield #2 <com/njf/java/Father.x>
20 return

　　　　　　Son类：

 0 aload_0
 1 invokespecial #1 <com/njf/java/Father.<init>>
 4 aload_0
 5 bipush 30
 7 putfield #2 <com/njf/java/Son.x>
10 aload_0
11 invokevirtual #3 <com/njf/java/Son.print>
14 aload_0
15 bipush 40
17 putfield #2 <com/njf/java/Son.x>
20 return

　　　　　　SonTest类：

0 aload_0
1 invokespecial #1 <java/lang/Object.<init>>
4 return

　　

二、虚拟机的基石：Class 文件

三、Class 文件结构

四、使用 javap 指令解析 Class 文件

五、

六、