本文为翻译的文章，作者Mahmoud Anouti，原文：
https://dzone.com/articles/introduction-to-java-bytecode
阅读编译好的java字节码是很乏味的，即使对于有经验的java开发者来说也是如此。我们为什么首先需要了解如此底层的东西？这里有一个我上周碰到的简单场景：好久以前，我在自己的机器上修改了一些代码，然后编译成JAR包并部署到一台服务器上，以便测试对一个性能问题的修改。不幸的是，那些代码从来都没有签入到一个版本控制系统中，并且不知道什么原因，本地的改动也被删除了，也没有跟踪回溯。几个月之后 ，我又需要这些源码的变更了（需要花很多功夫才能补上），但我找不到他们了。
幸运的，编译后的代码在远程服务器上仍然存在。我松了一口气，重新把JAR取下来，用一个反编译编辑器打开。。。只有一个问题：反编译GUI不是一个没有瑕疵的工具，由于某些原因，在JAR包里面很多的类中，只有我要找的那个反编译的那个类导致一个UI的bug，每当我打开它的时候，反编译器就会崩溃。
绝望的时刻召唤绝望的手段。幸运的是，我熟悉原始的字节码，我宁愿花些时间来手动地反编译一些代码片段，而不愿重新去修改代码并测试。因为我仍然记得至少在哪里修改代码，阅读字节码帮助我定位到确切的修改，并且把它们构建回源代码的形式。（我确保从错误中吸取了教训，这次要把源代码保存好！）
字节码有一个好外是，你只需要学习它的语法一次，就能把它运用在所有Java支持的平台上----因为它是代码的一个中间状态，而不是CPU真正可执行的代码。而且，字节码比原生的机器码要简单，因为JVM架构很简单，因而简化了指令集。另外一个好处是所有的指令集在Oracle文档中都有。
然而，在我们开始学习字节码的指令集之前，让我们先熟悉一下JVM的一些东西，因为它们是先决条件。
JVM数据类型
Java是静态类型的语言，这影响了字节码指令的设计：一条指令期望它自己与特定类型的值进行操作。比如，有多个加法指令来对两个数值求和：iadd，ladd，fadd，daad。它们期望的操作数类型分别是：int，long，fload，double。大部分字节码都有这个特点：取决于操作数类型，同样的功能有不同的形式。
JVM定义的数据类型有：
1. 原始类型：
- 数值类型：byte（8位，二进制补码），short（16位，二进制补码），int（32位，二进制补码），long（64位，二进制补码），char（16位，无符号Unicode），float（32位，IEEE 754单精度浮点数），double（64位， IEEE 754双精度浮点数）
- boolean类型
- returnAddress：指令指针
2. 引用类型
- Class类型
- 数组类型
- 接口类型
字节码对于boolean类型的支持有限。比如，没有指令可以直接在boolean上进行操作。Boolean值被编译器转换成了int类型，使用对应的int指令进行操作。
Java开发者应该熟悉上面所有的除了returnAddress的类型，它在编程语言的类型中没有对等物。
基于栈的架构
字节码指令集的简易性，大部分要归功于Sun公司设计了一个基于栈而不是基于寄存器的虚拟机架构。一个JVM进程使用了多种内存区域，但是要从本质上掌握字节码指令，只有JVM栈需要详细研究。
程序计数器：对于Java程序中每一个运行的线程，一个程序计数器保存了当前指令的地址。
JVM栈：对每一个线程，栈被分配来保存局部变量，方法参数和返回值。下面的插图显示了三个线程的栈：
堆：所有线程共享的内存区域，并且保存了对象（类实例和数组）。对象释放是由垃圾回收器来管理的。
方法区：对于每一个加载的类，它保存了方法的代码和一个符号表（比如字段或者方法的引用），以及常量池中的常量。
一个JVM栈由栈帧组成，方法调用时，栈帧入栈，方法结束时出栈（不管是正常地返回还是抛出了异常）。
每个栈帧由下面的组成：
-
一个局部变量数组，索引序号从0到数据长度减1。长度是由编译器计算的。一个局部变量可以保存任何类型，除了long和double类型的值，它们占用两个局部变量
-
一个操作数栈，用来保存计算的中间结果，它们要么是指令的操作数，要么是方法调用的参数。
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