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初識JVM

我們從這篇文章開始就要正式開始學習JVM了，我們學習一個知識，肯定首先要去最權威的地方進行學習，所以我們學習的節奏是跟著官網來進行學習，同時我們學習的是主流的JDK8這樣的一個版本。

Java官網：https://docs.oracle.com/javase/8/

2.1 JVM是什么？

JVM (Java Virtual Machine，Java虛擬機)

一次編寫，到處運行（Write Once Run Anywhere）

2.2 JDK JRE JVM之間的關系

我們從官網的Developer Guides進去，如下。

我們會發現這樣一段話，

總結上面這段話意思，大概的意思就是JDK包含JRE,而JRE提供了JVM以及其他組件，用來運行JAVA編寫的程序。

下面這張描述了JVM，JRE，JDK關系的圖也相當于對上面那段話做了解釋。如下

2.3 源碼到類文件

• 源碼Demo

  private String name="carlNB";private int age;private final double salary=100;private static String address;private final static String hobby="Programming";private static Object obj=new Object();public void say(){System.out.println("person say...");}public static int calc(int op1,int op2){op1=3;int result=op1+op2;Object obj=new Object();return result;}public static void main(String[] args){calc(1,2);} }

編譯指令：JAVAC Person.java

2.4 分析編譯器干了什么事

Person.java -> 詞法分析器 -> tokens流 -> 語法分析器 -> 語法樹/抽象語法樹 -> 語義分析器 -> 注解抽象語法樹 -> 字節碼生成器 -> Person.class文件

由上可知，其實我們的編譯器其實做的事情其實就是“對等信息轉換”。JAVA文件中的信息其實跟我們Class文件中的信息，其實是一樣的。

2.5 分析Class文件

• 16進制

002c 0900 0d00 2d06 4059 0000 0000 0000 0900 0d00 2e09 002f 0030 0800 310a 0032 0033 0700 340a 000d 0035 0900 0d00 3607 0037 0100 046e 616d 6501 0012 4c6a 6176 612f 6c61 6e67 2f53 7472 696e 673b 0100 0361 6765 0100 0149 0100 0673 616c 6172 7901 0001 4401 000d 436f 6e73 7461 6e74 ......

• The ClassFile Structure

官網： https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html

ClassFile {u4 magic;u2 minor_version;u2 major_version;u2 constant_pool_count;cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];u2 access_flags;u2 this_class;u2 super_class;u2 interfaces_count;u2 interfaces[interfaces_count];u2 fields_count;field_info fields[fields_count];u2 methods_count;method_info methods[methods_count];u2 attributes_count;attribute_info attributes[attributes_count]; }

• Simple analysis

  • u4 : ca fe ba be

    magic:The magic item supplies the magic number identifying the class file format

  • u2+u2:0000+0034，34等于10進制的52，表示JDK8

    minor_version major_version

  • u2:003f=63(10進制)

    constant_pool_count: The value of the constant_pool_count item is equal to the number of entries in the constant_pool table plus one.

    表示常量池中的數量是58

    cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]

    The constant_pool is a table of structures representing various string constants, class and interface names, field names, and other constants that are referred to within the ClassFile structure and its substructures. The format of each constant_pool table entry is indicated by its first "tag" byte. The constant_pool table is indexed from 1 to constant_pool_count - 1.

    常量池主要存儲兩方面內容：字面量(Literal)和符號引用(Symbolic References)

    字面量:文本字符串，final修飾等 符號引用：類和接口的全限定名、字段名稱和描述符、方法名稱和描述符

2.6 反編譯驗證

用javap指令驗證上述猜想正確性

編譯指令：javap -v -p Person.class

進行反編譯之后，查看字節碼信息和指令等信息

是否有一種感覺？

JVM相對class文件來說可以理解為是操作系統；class文件相對JVM來說可以理解為是匯編語言或者機器語言。

2.7 Continous analysis

上面分析到常量池中常量的數量是62，接下來我們來具體分析一下這62個常量

cp_info constant_pool[constant_pool_count-1] 也就是這塊包括的信息

cp_info其實就是一個表格的形式

All constant_pool table entries have the following general format:

cp_info {u1 tag;u1 info[]; }

官網：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.4

(1)往下數一個u1，即0a->10:代表的是CONSTANT_Methodref，表示這是一個方法引用

CONSTANT_Fieldref_info {u1 tag;u2 class_index;u2 name_and_type_index; }

往下數u2和u2

u2，即00 0a->10:代表的是class_index，表示該方法所屬的類在常量池中的索引
u2，即00 2b->43:代表的是name_and_type_index，表示該方法的名稱和類型的索引

#1 = Methodref #10，#43

(2)往下數u1，即08->8:表示的是CONSTANT_String，表示字符串類型

CONSTANT_String_info {u1 tag;u2 string_index; }

往下數u2

u2，即00 2c->44:代表的是string_index

#1 = Methodref #10，#43 #2 = String #44

(3)往下數u1，即09->9:表示的是CONSTANT_Fieldref，表示字段類型

CONSTANT_Fieldref_info {u1 tag;u2 class_index;u2 name_and_type_index; }

往下數u2和u2

u2，即00 0d->13:代表的是class_index
u2，即00 2d->45:代表的是name_and_type_index

#1 = Methodref #10.#43 #2 = String #44 #3 = Fieldref #13.#45

index;

u2 name_and_type_index;
}

往下數u2和u2u2，即00 0d->13:代表的是class_index u2，即00 2d->45:代表的是name_and_type_index #1 = Methodref #10.#43 #2 = String #44 #3 = Fieldref #13.#45

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JVM成神之路（二）-- JDK,JER与JVM的关系的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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