Java中的类文件结构之三：分析一个.class文件各方法的字节码表述语法

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    接上文：Java中的类文件结构之二：分析一个.class文件的文本化阅读

    https://blog.csdn.net/kcstrong/article/details/81233672

    在上一篇Blog中找一个示例讲述了如何分析JVM所提供的文本形态说明的.class文件，其中各方法的字节码部分（表述该方法的实现）并没有说清楚，本章中希望说清楚各逻辑，但考虑到如果不讲一下字节码的详细语法，即使分析清楚了上一篇中的示例，也是管中窥豹，只见一斑。因而在分析示例前，先说一下字节码的详细语法，若希望直接看示例的字节码含义部分，可以直接看下一篇的讲述。

    Java的字节码语法相对于Java语言，类假于汇编之对于C/C++语言。一般来讲，Java语言的开发者是不需要了解的，不了解字节码，也能写出Java语法，但不一定能百分之百用好Java语言。在工程上，尤其是当前互联网行业竞争相当激烈的环境，有时候九十分是不令人满意，一百分才行，做为有追求的Java程序猿，我们需要熟练的掌握字节码语法，这样才能在系统调优，疑难问题排查方面做好。

    以下从几个方面来讲一下Java的字节码：

    第一部分讲一下字节码都有什么，怎么样分的类别

    第二部分讲一下栈结构的一些基本概念，涉及虚拟机栈、线程、栈桢、操作数栈、局部变量表等

    第三部分讲一下class二进制文件怎么得到文本形态的字节符描述

    第四部分讲一下由Java类编译出的class中方法的字节码如何工作，以示例说明

一、字节码列表如下所示：

字节码	助记符	指令含义
0x00	nop	None
0x01	aconst_null	将null推送至栈顶
0x02	iconst_m1	将int型-1推送至栈顶
0x03	iconst_0	将int型0推送至栈顶
0x04	iconst_1	将int型1推送至栈顶
0x05	iconst_2	将int型2推送至栈顶
0x06	iconst_3	将int型3推送至栈顶
0x07	iconst_4	将int型4推送至栈顶
0x08	iconst_5	将int型5推送至栈顶
0x09	lconst_0	将long型0推送至栈顶
0x0a	lconst_1	将long型1推送至栈顶
0x0b	fconst_0	将float型0推送至栈顶
0x0c	fconst_1	将float型1推送至栈顶
0x0d	fconst_2	将float型2推送至栈顶
0x0e	dconst_0	将double型0推送至栈顶
0x0f	dconst_1	将double型1推送至栈顶
0x10	bipush	将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶
0x11	sipush	将一个短整型常量(-32768~32767)推送至栈顶
0x12	ldc	将int,float或String型常量值从常量池中推送至栈顶
0x13	ldc_w	将int,float或String型常量值从常量池中推送至栈顶(宽索引)
0x14	ldc2_w	将long或double型常量值从常量池中推送至栈顶(宽索引)
0x15	iload	将指定的int型本地变量推送至栈顶
0x16	lload	将指定的long型本地变量推送至栈顶
0x17	fload	将指定的float型本地变量推送至栈顶
0x18	dload	将指定的double型本地变量推送至栈顶
0x19	aload	将指定的引用类型本地变量推送至栈顶
0x1a	iload_0	将第一个int型本地变量推送至栈顶
0x1b	iload_1	将第二个int型本地变量推送至栈顶
0x1c	iload_2	将第三个int型本地变量推送至栈顶
0x1d	iload_3	将第四个int型本地变量推送至栈顶
0x1e	lload_0	将第一个long型本地变量推送至栈顶
0x1f	lload_1	将第二个long型本地变量推送至栈顶
0x20	lload_2	将第三个long型本地变量推送至栈顶
0x21	lload_3	将第四个long型本地变量推送至栈顶
0x22	fload_0	将第一个float型本地变量推送至栈顶
0x23	fload_1	将第二个float型本地变量推送至栈顶
0x24	fload_2	将第三个float型本地变量推送至栈顶
0x25	fload_3	将第四个float型本地变量推送至栈顶
0x26	dload_0	将第一个double型本地变量推送至栈顶
0x27	dload_1	将第二个double型本地变量推送至栈顶
0x28	dload_2	将第三个double型本地变量推送至栈顶
0x29	dload_3	将第四个double型本地变量推送至栈顶
0x2a	aload_0	将第一个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2b	aload_1	将第二个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2c	aload_2	将第三个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2d	aload_3	将第四个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2e	iaload	将int型数组指定索引的值推送至栈顶
0x2f	laload	将long型数组指定索引的值推送至栈顶
0x30	faload	将float型数组指定索引的值推送至栈顶
0x31	daload	将double型数组指定索引的值推送至栈顶
0x32	aaload	将引用类型数组指定索引的值推送至栈顶
0x33	baload	将boolean或byte型数组指定索引的值推送至栈顶
0x34	caload	将char型数组指定索引的值推送至栈顶
0x35	saload	将short型数组指定索引的值推送至栈顶
0x36	istore	将栈顶int型数值存入指定本地变量
0x37	lstore	将栈顶long型数值存入指定本地变量
0x38	fstore	将栈顶float型数值存入指定本地变量
0x39	dstore	将栈顶double型数值存入指定本地变量
0x3a	astore	将栈顶引用类型数值存入指定本地变量
0x3b	istore_0	将栈顶int型数值存入第一个本地变量
0x3c	istore_1	将栈顶int型数值存入第二个本地变量
0x3d	istore_2	将栈顶int型数值存入第三个本地变量
0x3e	istore_3	将栈顶int型数值存入第四个本地变量
0x3f	lstore_0	将栈顶long型数值存入第一个本地变量
0x40	lstore_1	将栈顶long型数值存入第二个本地变量
0x41	lstore_2	将栈顶long型数值存入第三个本地变量
0x42	lstore_3	将栈顶long型数值存入第四个本地变量
0x43	fstore_0	将栈顶float型数值存入第一个本地变量
0x44	fstore_1	将栈顶float型数值存入第二个本地变量
0x45	fstore_2	将栈顶float型数值存入第三个本地变量
0x46	fstore_3	将栈顶float型数值存入第四个本地变量
0x47	dstore_0	将栈顶double型数值存入第一个本地变量
0x48	dstore_1	将栈顶double型数值存入第二个本地变量
0x49	dstore_2	将栈顶double型数值存入第三个本地变量
0x4a	dstore_3	将栈顶double型数值存入第四个本地变量
0x4b	astore_0	将栈顶引用型数值存入第一个本地变量
0x4c	astore_1	将栈顶引用型数值存入第二个本地变量
0x4d	astore_2	将栈顶引用型数值存入第三个本地变量
0x4e	astore_3	将栈顶引用型数值存入第四个本地变量
0x4f	iastore	将栈顶int型数值存入指定数组的指定索引位置
0x50	lastore	将栈顶long型数值存入指定数组的指定索引位置
0x51	fastore	将栈顶float型数值存入指定数组的指定索引位置
0x52	dastore	将栈顶double型数值存入指定数组的指定索引位置
0x53	aastore	将栈顶引用型数值存入指定数组的指定索引位置
0x54	bastore	将栈顶boolean或byte型数值存入指定数组的指定索引位置
0x55	castore	将栈顶char型数值存入指定数组的指定索引位置
0x56	sastore	将栈顶short型数值存入指定数组的指定索引位置
0x57	pop	将栈顶数值弹出(数值不能是long或double类型的)
0x58	pop2	将栈顶的一个(对于非long或double类型)或两个数值(对于非long或double的其他类型)弹出
0x59	dup	复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
0x5a	dup_x1	复制栈顶数值并将两个复制值压入栈顶
0x5b	dup_x2	复制栈顶数值并将三个(或两个)复制值压入栈顶
0x5c	dup2	复制栈顶一个(对于long或double类型)或两个(对于非long或double的其他类型)数值并将复制值压入栈顶
0x5d	dup2_x1	dup_x1指令的双倍版本
0x5e	dup2_x2	dup_x2指令的双倍版本
0x5f	swap	将栈顶最顶端的两个数值互换(数值不能是long或double类型)
0x60	iadd	将栈顶两int型数值相加并将结果压入栈顶
0x61	ladd	将栈顶两long型数值相加并将结果压入栈顶
0x62	fadd	将栈顶两float型数值相加并将结果压入栈顶
0x63	dadd	将栈顶两double型数值相加并将结果压入栈顶
0x64	isub	将栈顶两int型数值相减并将结果压入栈顶
0x65	lsub	将栈顶两long型数值相减并将结果压入栈顶
0x66	fsub	将栈顶两float型数值相减并将结果压入栈顶
0x67	dsub	将栈顶两double型数值相减并将结果压入栈顶
0x68	imul	将栈顶两int型数值相乘并将结果压入栈顶
0x69	lmul	将栈顶两long型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6a	fmul	将栈顶两float型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6b	dmul	将栈顶两double型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6c	idiv	将栈顶两int型数值相除并将结果压入栈顶
0x6d	ldiv	将栈顶两long型数值相除并将结果压入栈顶
0x6e	fdiv	将栈顶两float型数值相除并将结果压入栈顶
0x6f	ddiv	将栈顶两double型数值相除并将结果压入栈顶
0x70	irem	将栈顶两int型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x71	lrem	将栈顶两long型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x72	frem	将栈顶两float型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x73	drem	将栈顶两double型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x74	ineg	将栈顶int型数值取负并将结果压入栈顶
0x75	lneg	将栈顶long型数值取负并将结果压入栈顶
0x76	fneg	将栈顶float型数值取负并将结果压入栈顶
0x77	dneg	将栈顶double型数值取负并将结果压入栈顶
0x78	ishl	将int型数值左移指定位数并将结果压入栈顶
0x79	lshl	将long型数值左移指定位数并将结果压入栈顶
0x7a	ishr	将int型数值右(带符号)移指定位数并将结果压入栈顶
0x7b	lshr	将long型数值右(带符号)移指定位数并将结果压入栈顶
0x7c	iushr	将int型数值右(无符号)移指定位数并将结果压入栈顶
0x7d	lushr	将long型数值右(无符号)移指定位数并将结果压入栈顶
0x7e	iand	将栈顶两int型数值"按位与"并将结果压入栈顶
0x7f	land	将栈顶两long型数值"按位与"并将结果压入栈顶
0x80	ior	将栈顶两int型数值"按位或"并将结果压入栈顶
0x81	lor	将栈顶两long型数值"按位或"并将结果压入栈顶
0x82	ixor	将栈顶两int型数值"按位异或"并将结果压入栈顶
0x83	lxor	将栈顶两long型数值"按位异或"并将结果压入栈顶
0x84	iinc	将指定int型变量增加指定值(如i++, i--, i+=2等)
0x85	i2l	将栈顶int型数值强制转换为long型数值并将结果压入栈顶
0x86	i2f	将栈顶int型数值强制转换为float型数值并将结果压入栈顶
0x87	i2d	将栈顶int型数值强制转换为double型数值并将结果压入栈顶
0x88	l2i	将栈顶long型数值强制转换为int型数值并将结果压入栈顶
0x89	l2f	将栈顶long型数值强制转换为float型数值并将结果压入栈顶
0x8a	l2d	将栈顶long型数值强制转换为double型数值并将结果压入栈顶
0x8b	f2i	将栈顶float型数值强制转换为int型数值并将结果压入栈顶
0x8c	f2l	将栈顶float型数值强制转换为long型数值并将结果压入栈顶
0x8d	f2d	将栈顶float型数值强制转换为double型数值并将结果压入栈顶
0x8e	d2i	将栈顶double型数值强制转换为int型数值并将结果压入栈顶
0x8f	d2l	将栈顶double型数值强制转换为long型数值并将结果压入栈顶
0x90	d2f	将栈顶double型数值强制转换为float型数值并将结果压入栈顶
0x91	i2b	将栈顶int型数值强制转换为byte型数值并将结果压入栈顶
0x92	i2c	将栈顶int型数值强制转换为char型数值并将结果压入栈顶
0x93	i2s	将栈顶int型数值强制转换为short型数值并将结果压入栈顶
0x94	lcmp	比较栈顶两long型数值大小, 并将结果(1, 0或-1)压入栈顶
0x95	fcmpl	比较栈顶两float型数值大小, 并将结果(1, 0或-1)压入栈顶; 当其中一个数值为NaN时, 将-1压入栈顶
0x96	fcmpg	比较栈顶两float型数值大小, 并将结果(1, 0或-1)压入栈顶; 当其中一个数值为NaN时, 将1压入栈顶
0x97	dcmpl	比较栈顶两double型数值大小, 并将结果(1, 0或-1)压入栈顶; 当其中一个数值为NaN时, 将-1压入栈顶
0x98	dcmpg	比较栈顶两double型数值大小, 并将结果(1, 0或-1)压入栈顶; 当其中一个数值为NaN时, 将1压入栈顶
0x99	ifeq	当栈顶int型数值等于0时跳转
0x9a	ifne	当栈顶int型数值不等于0时跳转
0x9b	iflt	当栈顶int型数值小于0时跳转
0x9c	ifge	当栈顶int型数值大于等于0时跳转
0x9d	ifgt	当栈顶int型数值大于0时跳转
0x9e	ifle	当栈顶int型数值小于等于0时跳转
0x9f	if_icmpeq	比较栈顶两int型数值大小, 当结果等于0时跳转
0xa0	if_icmpne	比较栈顶两int型数值大小, 当结果不等于0时跳转
0xa1	if_icmplt	比较栈顶两int型数值大小, 当结果小于0时跳转
0xa2	if_icmpge	比较栈顶两int型数值大小, 当结果大于等于0时跳转
0xa3	if_icmpgt	比较栈顶两int型数值大小, 当结果大于0时跳转
0xa4	if_icmple	比较栈顶两int型数值大小, 当结果小于等于0时跳转
0xa5	if_acmpeq	比较栈顶两引用型数值, 当结果相等时跳转
0xa6	if_acmpne	比较栈顶两引用型数值, 当结果不相等时跳转
0xa7	goto	无条件跳转
0xa8	jsr	跳转至指定的16位offset位置, 并将jsr的下一条指令地址压入栈顶
0xa9	ret	返回至本地变量指定的index的指令位置(一般与jsr或jsr_w联合使用)
0xaa	tableswitch	用于switch条件跳转, case值连续(可变长度指令)
0xab	lookupswitch	用于switch条件跳转, case值不连续(可变长度指令)
0xac	ireturn	从当前方法返回int
0xad	lreturn	从当前方法返回long
0xae	freturn	从当前方法返回float
0xaf	dreturn	从当前方法返回double
0xb0	areturn	从当前方法返回对象引用
0xb1	return	从当前方法返回void
0xb2	getstatic	获取指定类的静态域, 并将其压入栈顶
0xb3	putstatic	为指定类的静态域赋值
0xb4	getfield	获取指定类的实例域, 并将其压入栈顶
0xb5	putfield	为指定类的实例域赋值
0xb6	invokevirtual	调用实例方法
0xb7	invokespecial	调用超类构建方法, 实例初始化方法, 私有方法
0xb8	invokestatic	调用静态方法
0xb9	invokeinterface	调用接口方法
0xba	invokedynamic	调用动态方法
0xbb	new	创建一个对象, 并将其引用引用值压入栈顶
0xbc	newarray	创建一个指定的原始类型(如int, float, char等)的数组, 并将其引用值压入栈顶
0xbd	anewarray	创建一个引用型(如类, 接口, 数组)的数组, 并将其引用值压入栈顶
0xbe	arraylength	获取数组的长度值并压入栈顶
0xbf	athrow	将栈顶的异常抛出
0xc0	checkcast	检验类型转换, 检验未通过将抛出 ClassCastException
0xc1	instanceof	检验对象是否是指定类的实际, 如果是将1压入栈顶, 否则将0压入栈顶
0xc2	monitorenter	获得对象的锁, 用于同步方法或同步块
0xc3	monitorexit	释放对象的锁, 用于同步方法或同步块
0xc4	wide	扩展本地变量的宽度
0xc5	multianewarray	创建指定类型和指定维度的多维数组(执行该指令时, 操作栈中必须包含各维度的长度值), 并将其引用压入栈顶
0xc6	ifnull	为null时跳转
0xc7	ifnonnull	不为null时跳转
0xc8	goto_w	无条件跳转(宽索引)
0xc9	jsr_w	跳转至指定的32位offset位置, 并将jsr_w的下一条指令地址压入栈顶

    字节码操作符后面会有一个或0个操作数，操作数可能的数据类型包括：l代表long，s代表short、i代表int、b代表byte、c代表char、f代表float、d代表double、a代表reference。以下提到了几个存储区：

    局部变量表：在方法解析为字节码时就已定好的，存储所用到的局部变量的地方

    操作数栈：一个先进后出的栈，用于执行字节码操作，入栈的可能是操作符，可能是操作数

    常量：位于常量池中

    便与记忆，可以将操作符分为以下几类：（源于《深入理解Java虚拟机》）

    1.加载与存储指令

    将一个数值从局部变量表中加载至操作数栈，如：iload（iload_0 == iload 0）

    将一个数值从操作数栈存入局部变量表，如：istore（istore_0 == istore 0）

    将一个常量加载到操作数栈，如：bipush

    扩充局部变量表的访问索引，如：wide

    2.运算指令

    加减乘除，例：iadd、fdiv等

    位运算，例：ior、ixor等

    自增指令：iinc，注意，该运算符操作的是局部变量表，与栈无关

    比较指令，例：lcmp

    3.类型转换指令，例：i2b（整型int转byte）、f2i（float转int）

    4.对象的创建与该问指令

    创建类实例：new，注意：先创建的是类实例，然后才是调用构造方法，也就是说new A()，不止一条操作符

    创建数组，例：newarray

    访问类字段或实例字段：getfield、putfield、getstatic、putstatic

    检查类型：instanceof、checkcast

    其他数组操作

    5.管理操作数栈：pop、pop2、dup等、swap

    6.控制跳转：if有关的（ifeq等）、tableswitch、lookupswitch、goto等

    7.方法调用：

    invokevirual：调用对象的实例方法（除实现的接口方法外）

    invokespecial：调用构造方法、私有方法、父类方法

    invokestatic：调用类方法

    invokeinterface：调用接口方法

    invokedynamic：用户设定的引导方法（一些动态语言特性相关的支持，在JDK1.8引入）

    8.异常处理指令：athrow

    9.同步指令：monitorenter、monitorexit

二、相关的几个概念详述：

    1.栈结构与寄存器结构：目前的PC指令集架构的两种方式，各有优缺点，栈结构平台相关性低，可以跨平台运行于不同的硬件系统上，在x86和arm系列可能同样处理。寄存器结构运行更快，运行相同逻辑所需要的操作数也要更少，比如Android虚拟机对资源相当敏感，就是寄存器的指令集结构。

    2.虚拟机栈与线程、栈帧：Java的方法都是运行于线程中的，或者是主线程，或者是工作线程，每一个方法都是一个栈帧。多个方法（栈帧）组成了一个线程内存块、每个线程的内存放于一个虚拟机栈中，也就是我们常说的栈区（最大的对比区别是堆区），当前线程正在处理的就是位于最上方的栈帧，如下图所示（图片来源于：《深入理解Java虚拟机》）：

    3.操作数栈与局部变量表：均在方法编译为字节码的同时，就定义好了两者的大小，分别用：max_stack代表操作栈的最大深度，max_locals代表局部变量表的大小，注意，max_locals的单位为slot。JVM是基于栈的指令结构，各方法的运行就是通过操作栈与局部变量表配合实现的逻辑，在第一部分中可以看到从操作栈到局部变量表双向的操作。

三、看一下javap是如何由二进制文件得到文本描述的字节码表述的，看一个例子：

package com.demo.kcsdemo.java;

import java.util.Random;

public class Temp5Test {

    int index;

    public int incc(int incval) {
        Random random = new Random();
        int ri = random.nextInt();
        index = index + incval;
        return index;
    }
}

    编译该类：javac com/demo/kcsdemo/java/Temp5Test.java，二进制输出如下所示：

    生成字节符描述：javap -verbose Temp5Test

Classfile /Users/wangguoqiang/AndroidStudioProjects/KCSDemo/app/src/main/java/com/demo/kcsdemo/java/Temp5Test.class
  Last modified 2018-7-31; size 389 bytes
  MD5 checksum 03fc35b2dc3f1aa80072f1a37baedd58
  Compiled from "Temp5Test.java"
public class com.demo.kcsdemo.java.Temp5Test
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #7.#18         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Class              #19            // java/util/Random
   #3 = Methodref          #2.#18         // java/util/Random."<init>":()V
   #4 = Methodref          #2.#20         // java/util/Random.nextInt:()I
   #5 = Fieldref           #6.#21         // com/demo/kcsdemo/java/Temp5Test.index:I
   #6 = Class              #22            // com/demo/kcsdemo/java/Temp5Test
   #7 = Class              #23            // java/lang/Object
   #8 = Utf8               index
   #9 = Utf8               I
  #10 = Utf8               <init>
  #11 = Utf8               ()V
  #12 = Utf8               Code
  #13 = Utf8               LineNumberTable
  #14 = Utf8               incc
  #15 = Utf8               (I)I
  #16 = Utf8               SourceFile
  #17 = Utf8               Temp5Test.java
  #18 = NameAndType        #10:#11        // "<init>":()V
  #19 = Utf8               java/util/Random
  #20 = NameAndType        #24:#25        // nextInt:()I
  #21 = NameAndType        #8:#9          // index:I
  #22 = Utf8               com/demo/kcsdemo/java/Temp5Test
  #23 = Utf8               java/lang/Object
  #24 = Utf8               nextInt
  #25 = Utf8               ()I
{
  int index;
    descriptor: I
    flags:

  public com.demo.kcsdemo.java.Temp5Test();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 5: 0

  public int incc(int);
    descriptor: (I)I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=4, args_size=2
         0: new           #2                  // class java/util/Random
         3: dup
         4: invokespecial #3                  // Method java/util/Random."<init>":()V
         7: astore_2
         8: aload_2
         9: invokevirtual #4                  // Method java/util/Random.nextInt:()I
        12: istore_3
        13: aload_0
        14: aload_0
        15: getfield      #5                  // Field index:I
        18: iload_1
        19: iadd
        20: putfield      #5                  // Field index:I
        23: aload_0
        24: getfield      #5                  // Field index:I
        27: ireturn
      LineNumberTable:
        line 10: 0
        line 11: 8
        line 12: 13
        line 13: 23
}
SourceFile: "Temp5Test.java"

    直接看方法incc的部分：

  public int incc(int);
    descriptor: (I)I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=4, args_size=2
         0: new           #2                  // class java/util/Random
         3: dup
         4: invokespecial #3                  // Method java/util/Random."<init>":()V
         7: astore_2
         8: aload_2
         9: invokevirtual #4                  // Method java/util/Random.nextInt:()I
        12: istore_3
        13: aload_0
        14: aload_0
        15: getfield      #5                  // Field index:I
        18: iload_1
        19: iadd
        20: putfield      #5                  // Field index:I
        23: aload_0
        24: getfield      #5                  // Field index:I
        27: ireturn
      LineNumberTable:
        line 10: 0
        line 11: 8
        line 12: 13
        line 13: 23

    stack=3表示最大操作数栈深度为3，locals=4表示局部变，局部变量量表中有4个值，args_size=2表示有两个参数，为什么是两个参数呢？在实例方法（归属于对象的方法）中，第一个参数默认为this，即操作该方法的当前对象，然后按先后顺序排列其他的参数，因此incc方法有两个参数，局部变量表中第0位为this，然后为方法的参数表，由先到后，在incc中，第1位为参数incval。

    该方法的二进制码位于如下图所示，在两个红色标识之间由00000120h0d~00000170h0a：

    

    二进制的分析方法在第一篇：Java中的类文件结构之一：如何分析一个.class文件的二进制码内容

    https://blog.csdn.net/kcstrong/article/details/79460262

    之中有详细的描述，不明白的可以看一下。现在简单的再提练一下二进制位与字节码的对应关系：

    0x0001:public方法，字节码的如下部分

flags: ACC_PUBLIC

    0x000E000F:对应于常量池中的#14和#15，为该方法的名称和描述

  #14 = Utf8               incc
  #15 = Utf8               (I)I

    字节码的如下部分：

  public int incc(int);
    descriptor: (I)I

    0x0001:包含一个属性表，0x000C:对应于常量池中的#12，字节码部分：

 Code:

    0x00000040:属性表除名称和长度外还有0x40个字节

    0x0003:max_stack为3，0x0004:max_local为4，对应于字节码表述为：

     stack=3, locals=4, 

    0x0000001C:字节码长1*16+12=28位，后面的28位即为字节码：

    0xBB00...05AC，再看一下字节码表述，正好28位（最左侧一排即为操作符的位偏移量）：

         0: new           #2                  // class java/util/Random
         3: dup
         4: invokespecial #3                  // Method java/util/Random."<init>":()V
         7: astore_2
         8: aload_2
         9: invokevirtual #4                  // Method java/util/Random.nextInt:()I
        12: istore_3
        13: aload_0
        14: aload_0
        15: getfield      #5                  // Field index:I
        18: iload_1
        19: iadd
        20: putfield      #5                  // Field index:I
        23: aload_0
        24: getfield      #5                  // Field index:I
        27: ireturn

    从里面找个例子说明下吧，比如，第15条操作符

        15: getfield      #5                  // Field index:I

    从0xBB开始，第15位偏移的二进字为0xB4，查找本篇一开始的操作符表，可知，getfield在表中的位置正是b4位

    

    该操作符后面跟随着操作数，占两位（16、17），因为下一条操作是从18开始的，因而操作数为0x0005，正是常量池中的#5常量。

    字节码后面的二进制对应直接从属性表一一查找，即可，不再展开了，下图为属性表的各字段含义：

    

四、看一下上述例子中的字节码的执行过程是什么：

         0: new           #2                  // class java/util/Random
         3: dup
         4: invokespecial #3                  // Method java/util/Random."<init>":()V
         7: astore_2
         8: aload_2
         9: invokevirtual #4                  // Method java/util/Random.nextInt:()I
        12: istore_3
        13: aload_0
        14: aload_0
        15: getfield      #5                  // Field index:I
        18: iload_1
        19: iadd
        20: putfield      #5                  // Field index:I
        23: aload_0
        24: getfield      #5                  // Field index:I
        27: ireturn

    第0行new执行前的栈为空，局部变量表为如下所示：

索引	变量	类型
0	this	引用a
1	incval	整型i
2
3

       

    第0~4条操作符为创建Random对象，通过new创建对象的过程均为该写法，调用了Random的类实例及构造方法，初始化为random变量，执行完毕后局部变量表不变，操作数栈如下：

random

    第7条操作，将操作数栈顶的变量存入局部变量表中，操作完毕后的局部变量表如下所示，栈为空

索引	变量	类型
0	this	引用a
1	incval	整型i
2	random	引用a
3

    第8条操作将局部变量表中的第2条变量入栈，执行完毕后操作数栈如下：

random

    第9条操作调用random的nextInt()方法，执行完毕后操作数栈如下所示：

ri

    第12条将栈顶元素入局部变量表第3的位置：

索引	变量	类型
0	this	引用a
1	incval	整型i
2	random	引用a
3	ri	整型i

    第13、14条执行完毕后，栈变为：

this

this

    第15条调用this的getfield，得到当前对象的相关域index并放入栈顶，栈变为：

index

this

    第18条执行从局部变量表载入incval，栈变为：

incval

index

this

    第19条将栈顶元素出顶相加再入栈，栈变为：

index+incval的值

this

    第20条将值放入index域中，栈中元素均已出栈，栈空

    第23、24条为读入this，然后再得到index域并放入栈顶，执行完毕后栈为：

index

    第27条返回该值

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