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初识JVM

我们从这篇文章开始就要正式开始学习JVM了，我们学习一个知识，肯定首先要去最权威的地方进行学习，所以我们学习的节奏是跟着官网来进行学习，同时我们学习的是主流的JDK8这样的一个版本。

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

2.1 JVM是什么？

JVM (Java Virtual Machine，Java虚拟机)

一次编写，到处运行（Write Once Run Anywhere）

2.2 JDK JRE JVM之间的关系

我们从官网的Developer Guides进去，如下。

我们会发现这样一段话，

总结上面这段话意思，大概的意思就是JDK包含JRE,而JRE提供了JVM以及其他组件，用来运行JAVA编写的程序。

下面这张描述了JVM，JRE，JDK关系的图也相当于对上面那段话做了解释。如下

2.3 源码到类文件

源码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);}
}

编译指令：JAVAC Person.java

2.4 分析编译器干了什么事

Person.java -> 词法分析器 -> tokens流 -> 语法分析器 -> 语法树/抽象语法树 -> 语义分析器 -> 注解抽象语法树 -> 字节码生成器 -> Person.class文件

由上可知，其实我们的编译器其实做的事情其实就是“对等信息转换”。JAVA文件中的信息其实跟我们Class文件中的信息，其实是一样的。

2.5 分析Class文件

16进制

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

官网： 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进制的52，表示JDK8
```
minor_version
major_version
```

u2:003f=63(10进制)

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.

表示常量池中的数量是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.

常量池主要存储两方面内容：字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)

字面量:文本字符串，final修饰等
符号引用：类和接口的全限定名、字段名称和描述符、方法名称和描述符

2.6 反编译验证

用javap指令验证上述猜想正确性

编译指令：javap -v -p Person.class

进行反编译之后，查看字节码信息和指令等信息

是否有一种感觉？

JVM相对class文件来说可以理解为是操作系统；class文件相对JVM来说可以理解为是汇编语言或者机器语言。

2.7 Continous analysis

上面分析到常量池中常量的数量是62，接下来我们来具体分析一下这62个常量

cp_info constant_pool[constant_pool_count-1] 也就是这块包括的信息

cp_info其实就是一个表格的形式

All constant_pool table entries have the following general format:
cp_info {u1 tag;u1 info[];
}
官网：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html#jvms-4.4

(1)往下数一个u1，即0a->10:代表的是CONSTANT_Methodref，表示这是一个方法引用
CONSTANT_Fieldref_info {u1 tag;u2 class_index;u2 name_and_type_index;
}
往下数u2和u2

u2，即00 0a->10:代表的是class_index，表示该方法所属的类在常量池中的索引
u2，即00 2b->43:代表的是name_and_type_index，表示该方法的名称和类型的索引

#1 = Methodref       #10，#43

(2)往下数u1，即08->8:表示的是CONSTANT_String，表示字符串类型
CONSTANT_String_info {u1 tag;u2 string_index;
}
往下数u2

u2，即00 2c->44:代表的是string_index

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

(3)往下数u1，即09->9:表示的是CONSTANT_Fieldref，表示字段类型
CONSTANT_Fieldref_info {u1 tag;u2 class_index;u2 name_and_type_index;
}
往下数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;
}


往下数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

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