Java程序编译

Java文件通过编译成class文件后，通过JVM虚拟机解释字节码文件转为操作系统执行的二进制码运行。

规范

Java虚拟机有自己的一套规范，遵循这套规范，任何形式的语言都可以在JVM上运行，前提是编译成class文件，此规范相见oracle官网文档。

实现
JVM虚拟机落地实现有很多，常见的有:

• Hotspot，使用最热门的JVM
• OpenJ9，IBM开发
• MicroSoft JVM 微软开发
• TaobaoVM 淘宝开发
• azul zing VM 垃圾回收行业标杆，最快

class文件内容

从上图内容可看出class文件包以下几个方面内容：

• 魔数（magic number）占4个字节，固定的值0xcafebabe，主要来校验class文件。
• version 版本号，分为小版本号minor version和大版本号major version，各占两个字节。
• 常量池信息（constant_pool），具体的各种常量信息，字符串，类名，方法名，字段名等。
• 访问标识（access_flag）,2个字节描述类与接口的修饰符，有几个常见的常量值见附录-访问标识
• 当前类（this_class）
• 当前类的父类（super_class）
• 具体的接口信息（interfaces）
• 具体的属性信息（fileds）
• 具体的方法信息（methods）
• 其它附加属性信息（attributes）

更具体的内容如下：

现在来看具体示例来看上面的代表是什么意思，准备一个简单的类:

public class ByteCode01 {
    public ByteCode01() {
    }
}

编译之后的字节码文件：

class文件中就是一个二进制字节流，非0即1，数据类型有五种，u1,u2,u4,u8和_info表类型。

上述这种文件需要借助工具来分析具体内容，在idea安装jclasslib插件看Java文件编译成class文件信息，选中编译后的class文件，如下图所示:

访问标识是固定的值，通过位运算得出的0x0021既代表public又代表super（0x0021是0x0001与0x0020位与运算），详见附录-访问标识表

更直观的表现：

常量池

本类索引即当前类名(this_class)，cp_info是constant_pool的表类型，#2是第二张表，cp_info #2代表常量池第二张表，存的是对cp_info #14的引用，cp_info #14存的是具体的字符串值，就是当前类的类名。

class文件中都有属于自己的常量池，常量池包含类型列表，来存储类、方法、字段、接口等信息，以及各种字面量，通过解析常量池可以访问这些字符串信息。比如上图出现的CONSTANT_Utf8_info、CONSTANT_Class_info等详见文末常量池类型列表。

着重看下CONSTANT_Utf8_info，它用来存储 UTF-8 编码的字符串，相当于一张常量池表，看一下它的具体结构：

比如

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

字符串 Hello, World!，会以 CONSTANT_Utf8_info 类型存储在常量池中，对应的二进制内容或许是：

tag      = 0x01 (标识 CONSTANT_Utf8_info)
length   = 0x000D (字符串的字节长度为 13)
bytes    = 48 65 6C 6C 6F 2C 20 57 6F 72 6C 64 21 ("Hello, World!" 的 UTF-8 编码)

常量池通常分为下面几种常量值类型：

附录-访问标识表

附录-常量池类型列表