类加载与字节码技术

• 类文件结构
• 字节码指令：每一个指令字节码都会对应一个操作
• 编译期处理
• 类加载阶段
• 类加载器
• 运行期优化

整个流程：

java source code -> 编译器（编译成）-> 字节码 -> 经过类加载器 -> 加载到虚拟机中 -> 通过执行引擎 -> 解释器 运行（用到JVM的各种内存结构）

字节码

字节码 （有JVM规范）有 头 + 16 进制码。 可以用 16 进制转10进制，然后去常量池中进行找。

javap 可以对class 文件进行反编译。 javap -v HelloWorld.class

反编译后的结果会比 二进制字节码更容易理解。

图解字节码

练习：

a = 11  b = 34

a++ 先load,在自增 （先iload再iinc）
++a 先自增,再load （先iinc再iload）

指令顺序：

1. bipush: 先把 10 放入 操作数 栈中
2. istore_1 : 把10 弹出来放入 1 号槽位，给 a 赋值 -> a = 10
3. a++ 先 load 再自增，有两条指令
   • iload_1 把 a 这个值 先 load 进来
   • iinc 两个 参数 1： 哪个槽位。2： 自增几 a= 11
4. ++a 先自增，在load
   • iinc : a = 12
   • iload: 把 12 加入到操作数 栈
5. 做 + ，把 那两个 （10 和 12） 都弹出了，把结果 22 加到了操作数栈
   • iadd ： 10 + 12
6. a–。先 load 再 自增
   • 把 a ：12 放入操作数栈
   • 再 自减。a =11
7. 加 a++ 这时候，放入 操作栈的 a 是 12 。所以 是 22 + 12

条件判断指令：

练习：

流程解析：

1. x = 0 x: 局部变量中的一个槽位，值 为 0

2. 第一次循环：

   • x++

     iload_x: 先把 x 即 0 读入到操作数栈 x 还是 0
     iinc : x++ : x = 1 这是 x 在槽位中，值（局部变量） 为 1

   • x = x++ : 把操作数栈中 的 0 拿出来 覆盖了 本地变量中的 x 。所以 x 还是 0

3. 循环 n 次 x 还是 0

构造方法

• <cinit()V>
  

  编译器会按从上至下的顺序，收集所有 static 静态代码块，和静态成员赋值的代码，合并为一个特殊的方法<cinit>()V
  i 被 复制了 3 次， i 最终 为 30

• <init()V>

  编译器会按从上至下的顺序，收集所有代码块 和成员变量赋值的代码块，会形成新的构成方法，但原始构造方法内的代码块总是在最后。

多态的原理

• vtable

异常的处理

单个 catch：

字节码中有 Exception table， 即 出现异常时操作，有 from to （监测的范围） target type 这些参数。这个这些行内 出现异常，先进行类型匹配，如果发生的异常和 声明的异常（包含子类） 是否一直，一直进入 target 行。

多个 catch：

会有多个 goto。有异常出现时，之后进入到一个。会有槽位的复用，用一个槽位进行存储。

finally:

• 每个 代码块后都会加上 finally 的代码。finally 的代码 被复制了三次放入到 try ，catch， 捕获不到的异常代码的后面。
• 如果捕获不到声明的异常时，也会运行 finally 然后在 throw 抛出异常。

finally 练习题：

• 先把返回的结果暂存，等finally 内容执行完在把暂存结果返回的。
• 如果finally 有修改 return 的变量， 其实返回的还是未修改前的值（暂存的值）。

synchronized 底层原理

加锁操作，解锁 成对出现。

new 对象  会把对象的地址放入到操作数栈
dup 把对象的引用 复制了一份， 为了用两次 1) 调用构造方法 2）第二个引用复制到第一个槽位 lock，lock 局部变量引用。


monitorenter ： 加锁
monitorexit ： 解锁