java字节码是什么意思(什么是Java字节码)
老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于java字节码是什么意思和什么是Java字节码的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享java字节码是什么意思以及什么是Java字节码的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
Java语言中的字节码校验器是什么意思
当类加载器将新加载的Java平台类的字节码传递给虚拟机时,这些字节码首先要接受校验器(verifier)的校验。校验器负责检查那些指令无法执行的明显有破坏性的操作。除了系统类外,所有的类都要被校验,不过,可以使用非正式的-noverify选项来钝化校验。
例如,可以使用下面的命令行:
java-noverify Hello
下面是校验器执行的一些检查:
变量要在使用之前进行初始化。
方法调用与对象引用类型之间要匹配。
访问私有数据和方法的规则没有被违反。
对本地变量的访问都在运行时堆栈内。
运行时堆栈没有溢出。
如果以上这些检查中任何一条没有通过,那么该类就被认为遭到了破坏,并且不予加载。
Java里的字节码和源代码分别啥意思,和起到什么左右
/*java是一门高级编程语言,是用来写程序代码的。
用java写的文本(字符串序列)就是源代码。
计算机不能直接执行源代码,必须用一个叫编译器的程序(javac.exe)将源代码
翻译成字节码,然后让一个叫解释器的程序(java.exe)去执行字节码,即运行程序。
下面的就是一个小程序的源代码,功能是输出九九乘法表。
下图中的Test.class就是这个源代码文件翻译后的由字节码组成的文件。
而最下面的那个黑框就是程序执行后的结果。
java Test就是在执行Test.class字节码文件,即运行这个程序。
*/
//这下面的就是源代码
public class Test{
public static void main(String[] args){
int i,j;
for(i=1;i<=9;i++){
for(j=1;j<=i;j++)
System.out.printf("%dx%d=%-4d",j,i,j*i);
System.out.println();
}
}
}
什么是Java字节码
它是程序的一种低级表示,可以运行于Java虚拟机上。将程序抽象成字节码可以保证Java程序在各种设备上的运行
Java号称是一门“一次编译到处运行”的语言,从我们写的java文件到通过编译器编译成java字节码文件(.class文件),这个过程是java编译过程;而我们的java虚拟机执行的就是字节码文件。不论该字节码文件来自何方,由哪种编译器编译,甚至是手写字节码文件,只要符合java虚拟机的规范,那么它就能够执行该字节码文件。
JAVA程序的运行
因为Java具有跨平台特性,为了实现这个特性Java执行在一台虚拟机上,这台虚拟机也就是JVM,Java通过JVM屏蔽了不同平台之间的差异,从而做到一次编译到处执行。JVM位于Java编译器和OS平台之间,Java编译器只需面向JVM,生成JVM能理解的代码,这个代码即字节码,JVM再将字节码翻译成真实机器所能理解的二进制机器码。
字节码是怎么产生的?
我们所编写的程序都是.java格式,通常在执行的时候也许点击一下eclipse的运行键就可以在控制台看到运行结果,但是也可以更酷一些,如果你装了JDK,那就可以直接在以命令行的方式编译运行你的.java文件,编译后会形成.class文件,这个.class文件即字节码。
字节码怎么解读?
上图是编译好的字节码文件,即一堆16进制的字节,如果使用IDE去打开,也许看到的是已经被反编译的我们所熟悉的java代码,但这才是纯正的字节码
这里只介绍字节码由哪些部分组成,具体的意思自行百度或者看文尾的连接,有较为详细的讲解
上图即字节码文件的组成部分, Class文件的结构不像XML等描述语言那样松散自由。由于它没有任何分隔符号,
所以,以上数据项无论是顺序还是数量都是被严格限定的。哪个字节代表什么含义,长度是多少,先后顺序如何,都不允许改变,如上图左侧即每一部分规定的长度
魔数(Magic Number)
魔数是用来区分文件类型的一种标志,一般都是用文件的前几个字节来表示。
比如0XCAFE BABE表示的是class文件,那么有人会问,文件类型可以通过文件名后缀来判断啊?是的,但是文件名是可以修改的(包括后缀),那么为了保证文件的安全性,将文件类型写在文件内部来保证不被篡改。
至于为什么是CAFE BABE估计大家也能猜到,程序员与咖啡的不解之缘
版本号(Version)
版本号含主版本号和次版本号,都是各占2个字节。在此Demo种为0X0000 0033。其中前面的0000是次版本号,后面的0033是主版本号。通过进制转换得到的是次版本号为0,主版本号为51。高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件,但不能运行以后版本的Class文件,即使文件格式未发生任何变化.这就是target参数的用处,可以在使用JDK 1.7编译时指定-target 1.5
常量池(Constant Pool)
常量池是Class文件中的资源仓库,量池中主要存储2大类常量:字面量和符号引用。字面量如文本字符串,java中声明为final的常量值等等,而符号引用如类和接口的全局限定名,字段的名称和描述符,方法的名称和描述符。常量池是一个表结构,在表的内容前有一个类型的计数器,表示常量池的长度
上面的表中描述了11中数据类型的结构,其实在jdk1.7之后又增加了3种(CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_MethodType_info以及CONSTANT_InvokeDynamic_info)。这样算起来一共是14种
访问标志(Access_Flag)
访问标志信息包括该Class文件是类还是接口,是否被定义成public,是否是abstract,如果是类,是否被声明成final。通过上面的源代码,我们知道该文件是类并且是public。
0x 00 21:是0×0020和0×0001的并集。其中0×0020这个标志值涉及到字节码指令
类索引(This Class Name)
类索引用于确定类的全限定名
0×00 03表示引用第3个常量,同时第3个常量引用第19个常量,查找得”com/demo/Demo”。#3.#19
父类索引(Super Class Name)
0×00 04同理:#4.#20(java/lang/Object)
接口索引(Interfaces)
通过上边字节码图可以看到,这个接口有2+n个字节,前两个字节表示的是接口数量,后面跟着就是接口的表。我们这个类没有任何接口,所以应该是0000。果不其然,查找字节码文件得到的就是0000。
字段表集合(fields)
字段表用于描述类和接口中声明的变量。这里的字段包含了类级别变量以及实例变量,但是不包括方法内部声明的局部变量。接下来就是2+n个字段属性。我们只有一个属性a,所以应该是0001。查找文件果不其然是0001。
该区域含有字段的访问标志,访问权限,字段的名称索引,字段的描述符索引,属性表
描述符的作用就是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表和返回值。而属性表就是为字段表和方法表提供额外信息的表结构。对于字段来说,此处如果将字段声明为一个static final msg="aaa"的常量,则字段后就会跟着一个属性表,其中存在一项名为ConstantValue,指向常量池中的一个常量,值为的"aaa"。
方法(methods)
包含访问标志表,方法名索引,方法描述符索引,属性表数量,等
Attribute
0×0001:同样的,表示有1个Attributes了。
0x000f:#15(“SourceFile”)
0×0000 0002 attribute_length=2
0×0010: sourcefile_index=#16(“Demo.java”)
SourceFile属性用来记录生成该Class文件的源码文件名称。
Java 为什么要编译为字节码
Java最初设计的时候,跨平台就是一个重要的目标,所谓「一次编写,到处运行」。而为了实现跨平台,就决定了不能像 c,c++那样直接把源代码编译成可执行文件,因为不同cpu,不同操作系统的指令封装格式是不一样的。
而为了实现跨平台,一般有两种方案,第一是直接执行源代码,第二是像现在 Java这样编译成一个中间格式文件,即 class文件,这两种方案各有优劣,现在说一下编译成中间代码的优点,class文件相比较于 Java源码文件,有两个优点:
class文件内容设计的更加紧凑,方便 JVM执行,也方便网络传输(最初 JAVA的一个重要应用就是 applet,在当年网络不是很放大的年代,程序的体积还是要挺重要的)
方便其它语言执行。现在 JVM上就有除了 Java外大量的第三方语言,比如 scala,Clojure等等。其它语言只要编译成 class文件即可像 Java一样在 JVM上执行。
关于本次java字节码是什么意思和什么是Java字节码的问题分享到这里就结束了,如果解决了您的问题,我们非常高兴。