Java字節碼方法表與屬性表深度剖析

方法表：

在上一次咱們已經分析到了字段信息了，如下：

緊接著就是方法相關的信息了：

而它展開之后的結構為：

所以往后數2個字節，看一下方法的總數：

3個方法，可咱們只定義了兩個方法呀：

因為編譯器會為我們生成一個默認的構造方法，所以就3個了，那每個方法的具體信息是啥呢？它是一個method_info類型的，如下：

也就是方法表，當然也有它自己的一個結構，下面來看一下：

• access_flags:占用兩個字節，表示訪問標記。
• name_index:占用兩個字節，名字索引，指向的是常量池。
• descriptor_index:占用兩個字節，描述索引，指賂的是常量池。
• attributes_count:占用兩個字節，屬性個數，如果為0，則下面的屬性表就不顯示了。
• attributes:：屬性表。

用結構形式來表示：

那按照上面的表先來看第一個方法的訪問標記，往后讀兩個字節：

查看下訪問修飾符表，對應于：

表示是一個public的方法，接下來兩個字節則表示方法名字索引，走著：

對應常量池：

再往下二個字節則表示描述符索引：

對應常量池：

說明該方法是一個默認構造方法。從javap -verbose中也能對應上：

屬性表：

接下來二個字節為屬性個數：

表示有一個屬性，所以屬性表中的個數也為1，而屬性表是attribute_info類型，很顯然也有它自己的結構，那長啥樣呢？

• attribute_name_index：占2個字節，表示屬性名字的索引，指向常量池。
• attribute_length：占4個字節，表示屬性的長度。
• info[attribute_length]：占1個字節，表示具體的信息。

依照上面的順序，先數2個字節：

對應常量池：

其實在javap -verbose中也能看到每個方法都有一個Code字樣，如下：

Constant pool:#1 = Methodref          #4.#20         // java/lang/Object."<init>":()V#2 = Fieldref           #3.#21         // com/jvm/bytecode/MyTest1.a:I#3 = Class              #22            // com/jvm/bytecode/MyTest1#4 = Class              #23            // java/lang/Object#5 = Utf8               a#6 = Utf8               I#7 = Utf8               <init>#8 = Utf8               ()V#9 = Utf8               Code#10 = Utf8               LineNumberTable#11 = Utf8               LocalVariableTable#12 = Utf8               this#13 = Utf8               Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;#14 = Utf8               getA#15 = Utf8               ()I#16 = Utf8               setA#17 = Utf8               (I)V#18 = Utf8               SourceFile#19 = Utf8               MyTest1.java#20 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V#21 = NameAndType        #5:#6          // a:I#22 = Utf8               com/jvm/bytecode/MyTest1#23 = Utf8               java/lang/Object
{public com.jvm.bytecode.MyTest1();descriptor: ()Vflags: ACC_PUBLICCode:stack=2, locals=1, args_size=10: aload_01: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V4: aload_05: iconst_16: putfield      #2                  // Field a:I9: returnLineNumberTable:line 3: 0line 4: 4LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0      10     0  this   Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;public int getA();descriptor: ()Iflags: ACC_PUBLICCode:stack=1, locals=1, args_size=10: aload_01: getfield      #2                  // Field a:I4: ireturnLineNumberTable:line 7: 0LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0       5     0  this   Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;public void setA(int);descriptor: (I)Vflags: ACC_PUBLICCode:stack=2, locals=2, args_size=20: aload_01: iload_12: putfield      #2                  // Field a:I5: returnLineNumberTable:line 11: 0line 12: 5LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0       6     0  this   Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;0       6     1     a   I
}
SourceFile: "MyTest1.java"

那它表示啥意思呢？其實是表示方法執行的代碼，指的是：

當然啦在字節碼文件中不可能是跟源文件中看到的一樣，而是通過了一些助記符進行了處理，如下：

這個在未來進行詳細學習的，好，繼續來分析屬性，接下來4個字節表示屬性的長度，如下：

說明屬性的長度為56，然后最后一個字節表示info信息，也就是code的具體信息，這塊是比較復雜的，下面先來了解一些理論：

• JVM預定義了部分attribute，但是編譯器自己也可以實現自己的attribute寫入class文件里，供運行時使用。
• 不同的attribute通過attribute_name_index來區分。

其中JVM預定義的attribute為如下表：

Code結構：

這部分東東是比較多的，這次只先對其結構有個初步了解既可，它的作用是保存該方法的結構，如所對應的字節碼：

• attribute_length表示attribute所包含的字節數，不包含attribute_name_index和attribute_length字段。
• max_stack表示這個方法運行的任何時刻所能達到的操作數棧的最大深度。
• max_locals表示方法執行期間創建的局部變量的數目，包含用來表示傳入的參數的局部變量。
• code_length表法該方法所包含的字節碼的字節數以及具體的指令碼。
• 具體的字節碼既是該方法被調用時，虛擬機所執行的字節碼。
• exception_table：這里存放的是處理異常的信息。
• 第一個exception_table表項由start_pc、end_pc、handler_pc、catch_type組成。
• start_pc和end_pc表示在code數組中的從start_pc到end_pc處（包含start_pc，不包含end_pc）的指令拋出的異常會由這個表項來處理。
• handler_pc表示處理異常的代碼的開始處。catch_type表示會被處理的異常類型，它指向常量池里的一個異常類。當catch_type為0時，表示處理所有的異常。

這么多陌生的字段，直接暈掉，木要著急，先有個大概了解，在未來學習中會吃透它的，好，先來回到字節碼中繼續分析，其中code中屬性的長度為56：

接下來2個字節表示max_stack：

再接下來2個字節表示max_locals：

對應javap -verbose:

接下來4個字節表示code的長度：

code_length=10，而此時發現在javap -verbose中貌似木有找到對應的：

那接下來的分析沒有了參照就不知道我們自己分析的對不對了，對于學習效果會大打折扣了，此時就得借助于另外一個工具來參照了，該工具為jclasslib，gitbub地址：https://github.com/ingokegel/jclasslib，它顯示的信息就會比javap -verbose要詳細很多，訪問一下官網：

它包含獨立的軟件和IntelliJ IDEA插件化的方式，所以都裝一下，先下載mac安裝包：

?

具體安裝就不概述了，裝好之后用它來打開我們的字節碼文件既可，長這樣：

同時可以給IDE裝上插件，更加便于分析，如下：

安裝好之后，直接就可以在當前打開的java文件中執行這個菜單選項既可：

看到的效果跟獨立的軟件看到的是一樣的，好，下面來用這個新工具來瞅一眼看到的信息：

對比下javap -verbose：

差不多，不過jclasslib工具可以看到JDK的版本，接下來就是常量池：

但實際是只有23個，展開看一下：

對于javap -versbose：

明顯要豐富許多，繼續往下看：

其中是可以直接點擊鏈到對應的常量池的，如下：

接著就是常量池的信息了：

展開之后，索引都能鏈接上去，非常之方便：

接著就是接口信息，目前木有接口：

然后就到了字段信息了，目前只有一個字段：

然后再是方法信息，有三個方法：

點擊其中一個看一下：

有code信息：

跟javap -versbose是對應上的：

最后是附加信息：

LineNumberTable：這個屬性用來表示code數組中的字節碼和Java代碼行數之間的關系。這個屬性可以用來在調試的時候定位代碼執行的行數。比如說程序拋異常了，而程序執行的是字節碼文件，怎么我們就能看到具體報錯在源碼中的行數呢，其實就是通過該信息做到的。

而它的結構體為：

跟javap -verbose中是能對應上的：

最后則是類的屬性了：

可見jclasslib的結構跟咱們理論上看到的是一模一樣的，所以有了它也能讓我們在未來學習code這塊的結構更加清晰，這是javap -verbose不能達到的。