Java字节码方法表与属性表深度剖析

方法表：

在上一次咱们已经分析到了字段信息了，如下：

紧接着就是方法相关的信息了：

而它展开之后的结构为：

所以往后数2个字节，看一下方法的总数：

3个方法，可咱们只定义了两个方法呀：

因为编译器会为我们生成一个默认的构造方法，所以就3个了，那每个方法的具体信息是啥呢？它是一个method_info类型的，如下：

也就是方法表，当然也有它自己的一个结构，下面来看一下：

• access_flags:占用两个字节，表示访问标记。
• name_index:占用两个字节，名字索引，指向的是常量池。
• descriptor_index:占用两个字节，描述索引，指赂的是常量池。
• attributes_count:占用两个字节，属性个数，如果为0，则下面的属性表就不显示了。
• attributes:：属性表。

用结构形式来表示：

那按照上面的表先来看第一个方法的访问标记，往后读两个字节：

查看下访问修饰符表，对应于：

表示是一个public的方法，接下来两个字节则表示方法名字索引，走着：

对应常量池：

再往下二个字节则表示描述符索引：

对应常量池：

说明该方法是一个默认构造方法。从javap -verbose中也能对应上：

属性表：

接下来二个字节为属性个数：

表示有一个属性，所以属性表中的个数也为1，而属性表是attribute_info类型，很显然也有它自己的结构，那长啥样呢？

• attribute_name_index：占2个字节，表示属性名字的索引，指向常量池。
• attribute_length：占4个字节，表示属性的长度。
• info[attribute_length]：占1个字节，表示具体的信息。

依照上面的顺序，先数2个字节：

对应常量池：

其实在javap -verbose中也能看到每个方法都有一个Code字样，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: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: aload_0
         5: iconst_1
         6: putfield      #2                  // Field a:I
         9: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0
        line 4: 4
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      10     0  this   Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;

  public int getA();
    descriptor: ()I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: getfield      #2                  // Field a:I
         4: ireturn
      LineNumberTable:
        line 7: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;

  public void setA(int);
    descriptor: (I)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=2
         0: aload_0
         1: iload_1
         2: putfield      #2                  // Field a:I
         5: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
        line 12: 5
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       6     0  this   Lcom/jvm/bytecode/MyTest1;
            0       6     1     a   I
}
SourceFile: "MyTest1.java"

那它表示啥意思呢？其实是表示方法执行的代码，指的是：

当然啦在字节码文件中不可能是跟源文件中看到的一样，而是通过了一些助记符进行了处理，如下：

这个在未来进行详细学习的，好，继续来分析属性，接下来4个字节表示属性的长度，如下：

说明属性的长度为56，然后最后一个字节表示info信息，也就是code的具体信息，这块是比较复杂的，下面先来了解一些理论：

• JVM预定义了部分attribute，但是编译器自己也可以实现自己的attribute写入class文件里，供运行时使用。
• 不同的attribute通过attribute_name_index来区分。

其中JVM预定义的attribute为如下表：

Code结构：

这部分东东是比较多的，这次只先对其结构有个初步了解既可，它的作用是保存该方法的结构，如所对应的字节码：

• attribute_length表示attribute所包含的字节数，不包含attribute_name_index和attribute_length字段。
• max_stack表示这个方法运行的任何时刻所能达到的操作数栈的最大深度。
• max_locals表示方法执行期间创建的局部变量的数目，包含用来表示传入的参数的局部变量。
• code_length表法该方法所包含的字节码的字节数以及具体的指令码。
• 具体的字节码既是该方法被调用时，虚拟机所执行的字节码。
• exception_table：这里存放的是处理异常的信息。
• 第一个exception_table表项由start_pc、end_pc、handler_pc、catch_type组成。
• start_pc和end_pc表示在code数组中的从start_pc到end_pc处（包含start_pc，不包含end_pc）的指令抛出的异常会由这个表项来处理。
• handler_pc表示处理异常的代码的开始处。catch_type表示会被处理的异常类型，它指向常量池里的一个异常类。当catch_type为0时，表示处理所有的异常。

这么多陌生的字段，直接晕掉，木要着急，先有个大概了解，在未来学习中会吃透它的，好，先来回到字节码中继续分析，其中code中属性的长度为56：

接下来2个字节表示max_stack：

再接下来2个字节表示max_locals：

对应javap -verbose:

接下来4个字节表示code的长度：

code_length=10，而此时发现在javap -verbose中貌似木有找到对应的：

那接下来的分析没有了参照就不知道我们自己分析的对不对了，对于学习效果会大打折扣了，此时就得借助于另外一个工具来参照了，该工具为jclasslib，gitbub地址：https://github.com/ingokegel/jclasslib，它显示的信息就会比javap -verbose要详细很多，访问一下官网：

它包含独立的软件和IntelliJ IDEA插件化的方式，所以都装一下，先下载mac安装包：

具体安装就不概述了，装好之后用它来打开我们的字节码文件既可，长这样：

同时可以给IDE装上插件，更加便于分析，如下：

安装好之后，直接就可以在当前打开的java文件中执行这个菜单选项既可：

看到的效果跟独立的软件看到的是一样的，好，下面来用这个新工具来瞅一眼看到的信息：

对比下javap -verbose：

差不多，不过jclasslib工具可以看到JDK的版本，接下来就是常量池：

但实际是只有23个，展开看一下：

对于javap -versbose：

明显要丰富许多，继续往下看：

其中是可以直接点击链到对应的常量池的，如下：

接着就是常量池的信息了：

展开之后，索引都能链接上去，非常之方便：

接着就是接口信息，目前木有接口：

然后就到了字段信息了，目前只有一个字段：

然后再是方法信息，有三个方法：

点击其中一个看一下：

有code信息：

跟javap -versbose是对应上的：

最后是附加信息：

LineNumberTable：这个属性用来表示code数组中的字节码和Java代码行数之间的关系。这个属性可以用来在调试的时候定位代码执行的行数。比如说程序抛异常了，而程序执行的是字节码文件，怎么我们就能看到具体报错在源码中的行数呢，其实就是通过该信息做到的。

而它的结构体为：

跟javap -verbose中是能对应上的：

最后则是类的属性了：

可见jclasslib的结构跟咱们理论上看到的是一模一样的，所以有了它也能让我们在未来学习code这块的结构更加清晰，这是javap -verbose不能达到的。