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JVM的机制学习

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JVM规范中定义了class文件的格式，JDK在编译java源码时，使用了javac，javac编译的步骤： 1. 分析和输入到符号表（Parse And Enter） Parse做的是词法和语法的分析。词法分析：将代码字符串转变为token序列语法分析：将根据语法由token序列生成抽象语法树 Enter将符号输入到符号表，通常包括确定类的超类和接口，添加默认构造器等。 2. 注解处理 3. 语义分析和生成class文件

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JVM 的机制学习

大纲

JVM 标准结构

Java 代码执行机制

源码编译机制

JVM 规范中定义了 class 文件的格式，JDK 在编译 java 源码时，使用了 javac，javac 编译的

步骤：

1. 分析和输入到符号表（Parse And Enter）

Parse 做的是词法和语法的分析。

词法分析：将代码字符串转变为 token 序列

语法分析：将根据语法由 token 序列生成抽象语法树

Enter 将符号输入到符号表，通常包括确定类的超类和接口，添加默认构造器等。

2. 注解处理

3. 语义分析和生成 class 文件

通常生成 class 文件不知包括字节码，一般包括

结构信息，元数据，方法信息。

下面是一个例子：

Compiled from "Foo.java"

//类/继承的超类/实现的接口的声明信息

public class Foo extends java.lang.Object

SourceFile: "Foo.java"

//class 文件格式版本号，major version 50 表示 jdk 6， 49 为 jdk 5 只有高版本能执行低版本

的 class 文件

minor version: 0

major version: 50

//常量池，存放了所有的 Field 名称，方法名，方法签名，类型名，代码及 class 文件中的常

量值

Constant pool:

const #1 = Method #7.#27; // java/lang/Object."<init>":()V

const #2 = Field #6.#28; // Foo.count:I

const #3 = class #29; // java/lang/Exception

const #4 = String #30; // count overflow

const #5 = Method #3.#31; // java/lang/Exception."<init>":(Ljava/lang/Str

ing;)V

const #6 = class #32; // Foo

const #7 = class #33; // java/lang/Object

const #8 = Asciz MAX_COUNT;

const #9 = Asciz I;

const #10 = Asciz ConstantValue;

const #11 = int 1000;

const #12 = Asciz count;

const #13 = Asciz <init>;

const #14 = Asciz ()V;

const #15 = Asciz Code;

const #16 = Asciz LineNumberTable;

const #17 = Asciz LocalVariableTable;

const #18 = Asciz this;

const #19 = Asciz LFoo;;

const #20 = Asciz bar;

const #21 = Asciz ()I;

const #22 = Asciz StackMapTable;

const #23 = Asciz Exceptions;

const #24 = Asciz <clinit>;

const #25 = Asciz SourceFile;

const #26 = Asciz Foo.java;

const #27 = NameAndType #13:#14;// "<init>":()V

const #28 = NameAndType #12:#9;// count:I

const #29 = Asciz java/lang/Exception;

const #30 = Asciz count overflow;

const #31 = NameAndType #13:#34;// "<init>":(Ljava/lang/String;)V

const #32 = Asciz Foo;

const #33 = Asciz java/lang/Object;

const #34 = Asciz (Ljava/lang/String;)V;

{

//将符号输入到符号表时生成的默认构造器方法

public Foo();

Signature: ()V

LineNumberTable:

line 1: 0

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 5 0 this LFoo;

Code:

Stack=1, Locals=1, Args_size=1

0: aload_0

1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

4: return

LineNumberTable:

line 1: 0

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 5 0 this LFoo;

//bar 方法的元数据信息

public int bar() throws java.lang.Exception;

Signature: ()I

//对应字节码的源码行号信息，可在编译的时候通过 -g:none 去掉行号信息，行号信息对于

查找问题而言至关重要，因此最好保留

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 15

line 7: 19

line 9: 29

//局部变量信息，如生成的 class 文件中无局部变量信息，则无法知道局部变量的名称，并

且局部变量信息是和方法绑定的，接口是没有方法体的，所以 ASM 之类的在获取接口方

法时，是拿不到方法中参数的信息的

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 33 0 this LFoo;

Code:

Stack=3, Locals=1, Args_size=1

//对应方法的字节码

0: getstatic #2; //Field count:I

3: iconst_1

4: iadd

5: dup

6: putstatic #2; //Field count:I

9: sipush 1000

12: if_icmplt 29

15: iconst_0

16: putstatic #2; //Field count:I

19: new #3; //class java/lang/Exception

22: dup

23: ldc #4; //String count overflow

25: invokespecial #5; //Method java/lang/Exception."<init>":(Ljava/lang/St

ring;)V

28: athrow

29: getstatic #2; //Field count:I

32: ireturn

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 15

line 7: 19

line 9: 29

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 33 0 this LFoo;

//记录有分支的情况（对应代码中的 if…for,while 等）

StackMapTable: number_of_entries = 1

frame_type = 29 /* same */

//异常处理表

Exceptions:

throws java.lang.Exception

static {};

Signature: ()V

LineNumberTable:

line 3: 0

Code:

Stack=1, Locals=0, Args_size=0

0: iconst_0

1: putstatic #2; //Field count:I

4: return

LineNumberTable:

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