qileilove

blog已经转移至github,大家请访问 http://qaseven.github.io/

Java字节码深入解析

一:Java字节代码的组织形式

  类文件{

  OxCAFEBABE,小版本号,大版本号,常量池大小,常量池数组,访问控制标记,当前类信息,父类信息,实现的接口个数,实现的接口信息数组,域个数,域信息数组,方法个数,方法信息数组,属性个数,属性信息数组

  }

  二:查看方法 --- javap命令

  例子:有一个Java类Demo.java

  • public class Demo { 
  •     private String str1; 
  •     private String str2; 
  •     private int num1; 
  •     private int num2; 
  •     public static final String STATIC_DATA = "hello world"
  •      
  •     private void sayHello1(){ 
  •         System.out.println("this is method1..."); 
  •     } 
  •     private void sayHello2(){ 
  •         System.out.println("this is method2..."); 
  •     } 
  •     public void sayHello3(){ 
  •         System.out.println("this is method3..."); 
  •     } 
  • }
  •   通过jdk自带的反编译工具命令 javap 可以查看class文件的字节码信息

    D:\>javap -verbose Demo >> Demo.txt

      Demo.txt:

  • Compiled from "Demo.java" 
  • public class Demo extends java.lang.Object 
  •   SourceFile: "Demo.java" 
  •   minor version: 0 
  •   major version: 49   
  •   
  •   Constant pool: 
  • const #1 = class      #2;   //  Demo 
  • const #2 = Asciz     Demo; 
  • const #3 = class      #4;   //  java/lang/Object 
  • const #4 = Asciz     java/lang/Object; 
  • const #5 = Asciz     str1; 
  • const #6 = Asciz     Ljava/lang/String;; 
  • const #7 = Asciz     str2; 
  • const #8 = Asciz     num1; 
  • const #9 = Asciz     I; 
  • const #10 = Asciz   num2; 
  • const #11 = Asciz   STATIC_DATA; 
  • const #12 = Asciz   ConstantValue; 
  • const #13 = String  #14//  hello world 
  • const #14 = Asciz   hello world; 
  • const #15 = Asciz   <init>; 
  • const #16 = Asciz   ()V; 
  • const #17 = Asciz   Code; 
  • const #18 = Method       #3.#19;   //  java/lang/Object."<init>":()V 
  • const #19 = NameAndType    #15:#16;//  "<init>":()V 
  • const #20 = Asciz   LineNumberTable; 
  • const #21 = Asciz   LocalVariableTable; 
  • const #22 = Asciz   this
  • const #23 = Asciz   LDemo;; 
  • const #24 = Asciz   sayHello1; 
  • const #25 = Field   #26.#28;  //  java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 
  • const #26 = class    #27//  java/lang/System 
  • const #27 = Asciz   java/lang/System; 
  • const #28 = NameAndType    #29:#30;//  out:Ljava/io/PrintStream; 
  • const #29 = Asciz   out; 
  • const #30 = Asciz   Ljava/io/PrintStream;; 
  • const #31 = String  #32//  this is method1... 
  • const #32 = Asciz   this is method1...; 
  • const #33 = Method       #34.#36;  //  java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 
  • const #34 = class    #35//  java/io/PrintStream 
  • const #35 = Asciz   java/io/PrintStream; 
  • const #36 = NameAndType    #37:#38;//  println:(Ljava/lang/String;)V 
  • const #37 = Asciz   println; 
  • const #38 = Asciz   (Ljava/lang/String;)V; 
  • const #39 = Asciz   sayHello2; 
  • const #40 = String  #41//  this is method2... 
  • const #41 = Asciz   this is method2...; 
  • const #42 = Asciz   sayHello3; 
  • const #43 = String  #44//  this is method3... 
  • const #44 = Asciz   this is method3...; 
  • const #45 = Asciz   SourceFile; 
  • const #46 = Asciz   Demo.java; 
  •   
  • public static final java.lang.String STATIC_DATA; 
  •   Constant value: String hello world 
  • public Demo(); 
  •   Code: 
  •    Stack=1, Locals=1, Args_size=1 
  •    0:      aload_0 
  •    1:      invokespecial  #18//Method java/lang/Object."<init>":()V 
  •    4:      return 
  •   LineNumberTable: 
  •    line 20 
  •   LocalVariableTable: 
  •    Start  Length  Slot  Name   Signature 
  •    0      5      0    this       LDemo; 
  •   
  • public void sayHello3(); 
  •   Code: 
  •    Stack=2, Locals=1, Args_size=1 
  •    0:      getstatic   #25//Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 
  •    3:      ldc   #43//String this is method3... 
  •    5:      invokevirtual  #33//Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 
  •    8:      return 
  •   LineNumberTable: 
  •    line 170 
  •    line 188 
  •   LocalVariableTable: 
  •    Start  Length  Slot  Name   Signature 
  •    0      9      0    this       LDemo; 
  • }
  • 解析:

      1、版本号 major version: 49 //java版本 jdk1.6显示的是50, jdk1.5显示的是49,jdk1.4显示的是58 , 高版本能执行低版本的class文件

      2、常量池Constant pool

      Method:方法

      Field:字段

      String:字符串

      Asciz:签名如<init>由jvm调用,其他是不能够去调用它的

      NameAndType:变量名的类型

      Class:类

      通过字节码,我们可以看到Demo类 继承于java.lang.Object,如果类中没有显式声明构造函数的话,编译器会插入一个缺省无参的构造函数(构造函数在JVM级别是显示成<init>的普通函数)。

      三:检测代码的效率问题

      学习Java的过程中,都会了解到字符串合并时要用到StringBuffer 来代替String,那下面就来通过Java字节码来验证两种方式的效率性。

      例子:一个Java类 TestString.java

  • <strong>public class TestString { 
  •     public String testString(String str1, String str2){ 
  •        return str1 + str2; 
  •     } 
  •     public String testStringBuffer(StringBuffer sb, String str){ 
  •        return sb.append(str).toString(); 
  •     } 
  •  </strong>
  •   javap –c TestString 后字节码信息:

  • Compiled from "TestString.java" 
  • public class TestString extends java.lang.Object{ 
  • public TestString(); 
  •   Code: 
  •    0:      aload_0 
  •    1:      invokespecial  #8//Method java/lang/Object."<init>":()V 
  •    4:      return 
  •   
  • public java.lang.String testString(java.lang.String, java.lang.String); 
  •   Code: 
  •    0:      new #16//class java/lang/StringBuilder 
  •    3:      dup 
  •    4:      aload_1 
  •    5:      invokestatic    #18//Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String; 
  •    8:      invokespecial  #24//Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V 
  •    11:     aload_2 
  •    12:    invokevirtual  #27//Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 
  •    15:    invokevirtual  #31//Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 
  •    18:    areturn 
  •   
  • public java.lang.String testStringBuffer(java.lang.StringBuffer, java.lang.String); 
  •   Code: 
  •    0:      aload_1 
  •    1:      aload_2 
  •    2:      invokevirtual  #40//Method java/lang/StringBuffer.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuffer; 
  •    5:      invokevirtual  #45//Method java/lang/StringBuffer.toString:()Ljava/lang/String; 
  •    8:      areturn 
  • }
  •   从上面编译后的字节码信息可以看出来,方法testString 调用了五个方法:new 、invokestatic 、invokespecial 和两个invokevirtual ; 而testStringBuffer 方法只调用了两个invokevirtual 方法。第一个方法比第二个方法多做了好多工作,其效率当然是要低的。而且我们从java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

      可以看出来其实对于String字符串合并,内部还是转化为StringBuilder的方法调用,这是因为String是长度不可变的,所以不如直接采用StringBuilder(与StringBuffer 长度都是可变的,只不过前者是非线程安全,后者是线程安全)进行字符串合并。





    posted on 2011-12-06 11:10 顺其自然EVO 阅读(7860) 评论(0)  编辑  收藏


    只有注册用户登录后才能发表评论。


    网站导航:
     
    <2011年12月>
    27282930123
    45678910
    11121314151617
    18192021222324
    25262728293031
    1234567

    导航

    统计

    常用链接

    留言簿(54)

    随笔分类

    随笔档案

    文章分类

    文章档案

    搜索

    最新评论

    阅读排行榜

    评论排行榜