java编译字节码
❶ 云南电脑培训分享字节码指令的编译与执行
java编程开发是目前市场上使用范围非常广泛的一种编程开发语言。今天我们就一起来了解一下,在java编程中关于字节码的一些指令的编译与执行方法。
java文件编译后的class文件,java跨平台的中间层,JVM通过对字节码的解释执行(执行模式,还有JIT编译执行,下面讲解),屏蔽对操作系统的依赖。一个字节(8位)可以储存256中不同的指令,这样的指令就是字节码,java所有指令有200个左右,这些指令组成了字节码文件(.class)。
一、字节码的主要指令:
.class文件里面的十六进制文件,其中CAFE BABE是标志这个文件为java的编译后的文件,00000034代表版本号,01670700一个字节(8位)就是一个字节指令,由于数值指令太难看懂,我们可以用javap将指令翻译为助记指令。
1、加载或储存指令
在栈帧中,通过指令操作数据在局部变量表与操作栈间传递。
ILOAD、ALOAD:将int、对象引用类型从局部变量表压入操作栈顶;
ISTORE、ASTORE:将int、对象引用类型从操作栈顶储存到局部变量表里;
ICONST、BIPUSH、SIPUSH、LDC:将常亮加载到操作栈顶。
2、运算指令
对操作栈上的值进行运算,并把结果写入操作栈顶,如IADD、IMUL。
3、类型转换指令
I2L、D2F
4、对象创建与访问指令
NEW
除了字节码指令外,云南电脑培训http://www.kmbdqn.com/认为还包括像LINENUMBER储存字节码与源码对应,方便调试定位;LOCALVARIABLE储存当前方法使用到的局部表量表。
二、java源码文件转化为字节码(.class)文件的过程
JAVA源文件---------->词法解析---------->语法解析---------->语义分析--------->生成字节码--------->字节码文件
词法分析:根据空格分割出单词、操作符等,形成token信息流;
语法分析:根据token流和java语法规范生成语法树;
语义分析:检查关键字、类型匹配是否正确;
❷ Java 为什么要编译为字节码
众所周知,java是跨平台的。
字节码文件可以看做是对机器码的进一步抽象,
通过定义标准的字节码,jvm就只关心字节码,从而屏蔽从字节码到机器码在不通操作系统底层的差异,这就实现了跨平台。
另外,在我们做性能调优的时候也可以通过查看字节码的表现来进一步修改自己的逻辑代码。
❸ Java 为什么要编译为字节码
Java 最初设计的时候,跨平台就是一个重要的目标,所谓“一次编写,到处运行”。而为了实现跨平台,就决定了不能像 c,c++ 那样直接把源代码编译成可执行文件,因为不同cpu,不同操作系统的指令封装格式是不一样的。
而为了实现跨平台,一般有两种方案,第一是直接执行源代码,第二是像现在 Java 这样编译成一个中间格式文件,即 class 文件,这两种方案各有优劣,现在说一下编译成中间代码的优点,class 文件相比较于 Java 源码文件,有两个优点:
class 文件内容设计的更加紧凑,方便 JVM 执行,也方便网络传输(最初 JAVA 的一个重要应用就是 applet,在当年网络不是很放大的年代,程序的体积还是要挺重要的)
方便其它语言执行。现在 JVM 上就有除了 Java 外大量的第三方语言,比如 scala,Clojure 等等。其它语言只要编译成 class 文件即可像 Java 一样在 JVM 上执行。
❹ java程序编译后的字节码是怎么转换的
java编译后的是字节码。 字节码,为java源代码编译完成后,由JVM转换成的文件,可以在任何装有JVM的系统上,转化相应的机器语言。 机器码:即机器语言,表示的就是运行字节码文件后的二进制序列。
❺ java如何生成字节码文件
java生成字节码文件全过程:
Java 源码编译由以下三个过程组成:
1、分析和输入到符号表
2、注解处理
3、语义分析和生成class文件
流程图如下所示:
最后生成的class文件由以下部分组成:
结构信息。包括class文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息
元数据。对应于Java源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池
方法信息。对应Java源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息
❻ 在java编程中用什么命令来编译java源文件 可以将源文件编译成字节码文件,求答案 。
答案如下:
1 、javac 选 A
2、 int 选 D int 为关键字
3、 4 选 B
4、 15 选C
5 、界面类型 选D
6 、age[0] 选B
7、 class 选A
8 、java B
9、 abstract 选B
10 、false 选D
1、 错,区分大小写
2、 对
3 、错,可以有多个
4 、错 ,private 不可以被继承 public可以继承
5、 错,private 不能继承
6 、错,java中可以重载函数
❼ java编译器将源程序编译生成的字节码是什么
字节是电脑里的数据量单位
字节码(Byte-code)是一种包含执行程序、由一序列 op 代码/数据对组成的二进制文件。字节码是一种中间码,它比机器码更抽象。它经常被看作是包含一个执行程序的二进制文件,更像一个对象模型。字节码被这样叫因为通常每个 opcode 是一字节长,但是指令码的长度是变化的。每个指令有从 0 到 255(或十六进制的: 00 到FF)的一字节操作码,被参数例如寄存器或内存地址跟随。
在计算机中,数据只用0和1两种表现形式,(这里只表示一个数据点,不是数字),一个0或者1占一个“位”,而系统中规定8个位为一个字节,用来表示常用的256个字母、符号、控制标记,其中用一个位来进行数据校验,其他七个位用来记录数据。
按计算机中的规定,一个英文的字符用一个字节,(如,."':;avcAVC都占用一个字节),而一个汉字以及汉字的标点符号、字符都占用两个字节,(如,。“”:;AVCavc他们就得占用两个字节)。
另外,他们是没有办法比较的,只能讲一个字符占用一个字节,N个字符占用N个字节。
K是千 M是兆 G是吉咖 T是太拉 8bit(位)=1Byte(字节) 1024Byte(字节)=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB
java中,字节码是CPU构架(JVM)的具有可移植性的机器语言
❽ 编译一个java源程序文件,会产生多少个字节码文件
一般情况下一个Java文件代表一个类,在编译时会产生一个字节码.class文件。
但是在Java中
一个源文件中可以包含多个类,但是只能有一个public类,其他的都成为内部类,这时编译时会生成多个字节码文件。一个是那个public类也是该源文件名对应的.class
另一个就是public类名$内部类名.class
❾ 什么是Java字节码
它是程序的一种低级表示,可以运行于Java虚拟机上。将程序抽象成字节码可以保证Java程序在各种设备上的运行
Java号称是一门“一次编译到处运行”的语言,从我们写的java文件到通过编译器编译成java字节码文件(.class文件),这个过程是java编译过程;而我们的java虚拟机执行的就是字节码文件。不论该字节码文件来自何方,由哪种编译器编译,甚至是手写字节码文件,只要符合java虚拟机的规范,那么它就能够执行该字节码文件。
JAVA程序的运行
因为Java具有跨平台特性,为了实现这个特性Java执行在一台虚拟机上,这台虚拟机也就是JVM,Java通过JVM屏蔽了不同平台之间的差异,从而做到一次编译到处执行。JVM位于Java编译器和OS平台之间,Java编译器只需面向JVM,生成JVM能理解的代码,这个代码即字节码,JVM再将字节码翻译成真实机器所能理解的二进制机器码。
字节码是怎么产生的?
我们所编写的程序都是.java格式,通常在执行的时候也许点击一下eclipse的运行键就可以在控制台看到运行结果,但是也可以更酷一些,如果你装了JDK,那就可以直接在以命令行的方式编译运行你的.java文件,编译后会形成.class文件,这个.class文件即字节码。
字节码怎么解读?
上图是编译好的字节码文件,即一堆16进制的字节,如果使用IDE去打开,也许看到的是已经被反编译的我们所熟悉的java代码,但这才是纯正的字节码
这里只介绍字节码由哪些部分组成, 具体的意思自行网络或者看文尾的连接, 有较为详细的讲解
上图即字节码文件的组成部分, Class文件的结构不像XML等描述语言那样松散自由。由于它没有任何分隔符号,
所以,以上数据项无论是顺序还是数量都是被严格限定的。哪个字节代表什么含义,长度是多少,先后顺序如何,都不允许改变, 如上图左侧即每一部分规定的长度
魔数(Magic Number)
魔数是用来区分文件类型的一种标志,一般都是用文件的前几个字节来表示。
比如0XCAFE BABE表示的是class文件,那么有人会问,文件类型可以通过文件名后缀来判断啊?是的,但是文件名是可以修改的(包括后缀),那么为了保证文件的安全性,将文件类型写在文件内部来保证不被篡改。
至于为什么是CAFE BABE估计大家也能猜到, 程序员与咖啡的不解之缘
版本号(Version)
版本号含主版本号和次版本号,都是各占2个字节。在此Demo种为0X0000 0033。其中前面的0000是次版本号,后面的0033是主版本号。通过进制转换得到的是次版本号为0,主版本号为51。高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件,但不能运行以后版本的Class文件,即使文件格式未发生任何变化. 这就是target参数的用处,可以在使用JDK 1.7编译时指定-target 1.5
常量池(Constant Pool)
常量池是Class文件中的资源仓库, 量池中主要存储2大类常量:字面量和符号引用。字面量如文本字符串,java中声明为final的常量值等等,而符号引用如类和接口的全局限定名,字段的名称和描述符,方法的名称和描述符。常量池是一个表结构,在表的内容前有一个类型的计数器,表示常量池的长度
上面的表中描述了11中数据类型的结构,其实在jdk1.7之后又增加了3种(CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_MethodType_info以及CONSTANT_InvokeDynamic_info)。这样算起来一共是14种
访问标志(Access_Flag)
访问标志信息包括该Class文件是类还是接口,是否被定义成public,是否是abstract,如果是类,是否被声明成final。通过上面的源代码,我们知道该文件是类并且是public。
0x 00 21:是0×0020和0×0001的并集。其中0×0020这个标志值涉及到字节码指令
类索引(This Class Name)
类索引用于确定类的全限定名
0×00 03 表示引用第3个常量,同时第3个常量引用第19个常量,查找得”com/demo/Demo”。#3.#19
父类索引(Super Class Name)
0×00 04 同理:#4.#20(java/lang/Object)
接口索引(Interfaces)
通过上边字节码图可以看到,这个接口有2+n个字节,前两个字节表示的是接口数量,后面跟着就是接口的表。我们这个类没有任何接口,所以应该是0000。果不其然,查找字节码文件得到的就是0000。
字段表集合(fields)
字段表用于描述类和接口中声明的变量。这里的字段包含了类级别变量以及实例变量,但是不包括方法内部声明的局部变量。接下来就是2+n个字段属性。我们只有一个属性a,所以应该是0001。查找文件果不其然是0001。
该区域含有字段的访问标志, 访问权限, 字段的名称索引, 字段的描述符索引, 属性表
描述符的作用就是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表和返回值。而属性表就是为字段表和方法表提供额外信息的表结构。对于字段来说,此处如果将字段声明为一个static final msg = "aaa"的常量,则字段后就会跟着一个属性表,其中存在一项名为ConstantValue,指向常量池中的一个常量,值为的"aaa"。
方法(methods)
包含访问标志表, 方法名索引 , 方法描述符索引, 属性表数量,等
Attribute
0×0001 :同样的,表示有1个Attributes了。
0x000f : #15(“SourceFile”)
0×0000 0002 attribute_length=2
0×0010 : sourcefile_index = #16(“Demo.java”)
SourceFile属性用来记录生成该Class文件的源码文件名称。