每個人都注定要體驗生命的美好，也要體驗其不可避免的暗黑之處：幻滅、衰老、疾病、孤獨、喪失、無意義、痛苦的選擇和死亡

前言

挺久沒更文章了，之前有一個月在面試，后來寫了篇面經(jīng)，有一些朋友找我交流問題，所以一直沒時間寫技術(shù)文章，估計以后更新文章頻率不會那么高了，不過還是會定期分享的，我的目的還是希望我的每篇文章大家都能學(xué)到點東西

基本概念

我們可以通過javac命令將Java程序的源代碼編譯成Java字節(jié)碼，即我們常說的class文件，這是我們通常意義上理解的編譯

但是，字節(jié)碼并不是機器語言，要想讓機器能夠執(zhí)行，還需要把字節(jié)碼翻譯成機器指令，這個過程是通過解釋器實現(xiàn)的，叫解釋執(zhí)行

注意：大家別把編譯和解釋執(zhí)行混淆了，而后面所說的后端編譯過程是JVM為提高效率做的優(yōu)化

在不同的虛擬機實現(xiàn)中，執(zhí)行引擎在執(zhí)行字節(jié)碼的時候，通常會有解釋執(zhí)行（通過解釋器執(zhí)行）和編譯執(zhí)行（通過即時編譯器產(chǎn)生本地代碼執(zhí)行）兩種選擇，也可能兩者兼?zhèn)?/p>

所以大家可以思考下，Java到底是屬于編譯型語言還是解釋器語言呢

那為什么java不直接編譯成可執(zhí)行文件呢

為了實現(xiàn)跨平臺

Java源碼通過編譯成字節(jié)碼，然后通過不同平臺的虛擬機解釋執(zhí)行，從而實現(xiàn) 一次編譯，到處運行的跨平臺的效果

編譯原理

Java語言的編譯期分為前端編譯和后端編譯兩個階段

前端編譯

前端編譯是指把*.java文件轉(zhuǎn)變成*.class文件的過程

包括詞法分析、語法分析、語義分析與中間代碼生成

主要有下面幾個步驟：

后端編譯

在部分商用虛擬機中，Java程序最初是通過解釋器進行解釋執(zhí)行的，當(dāng)虛擬機發(fā)現(xiàn)某個方法或代碼塊的運行特別頻繁時，就會把這些代碼認(rèn)定為熱點代碼

為了提高熱點代碼的執(zhí)行效率，在運行時, 虛擬機將會把這些代碼編譯成與本地平臺相關(guān)的機器碼

完成這個任務(wù)的后端編譯器稱為即時編譯器(JIT編譯器)

反編譯

什么是反編譯

既然Java 編譯是指將 Java 源碼編譯成 Java 字節(jié)碼的過程

那么Java 反編譯簡單說就是指根據(jù) Java 字節(jié)碼翻譯成源碼的過程

為什么要有反編譯

首先這個源碼是字符編碼，字節(jié)碼是二進制字節(jié)流，并且源碼是給人看的，字節(jié)碼是給虛擬機看的

因此如果想給人看，需要將字節(jié)碼轉(zhuǎn)為源碼。如果想給虛擬機執(zhí)行，需要將源碼編譯成字節(jié)碼，當(dāng)我們有類文件想看源碼時，可以采用反編譯的方式實現(xiàn)

比如想了解某個 Java 語法糖編譯后，再反編譯是什么樣的；別人給你發(fā)一個 jar 包，你需要看其中某個類是怎么寫的，等此類情況都可以考慮是用 Java 反編譯

反編譯工具

在線反編譯工具

1.http://www.decompiler.com/

2.http://www.javadecompilers.com/，該網(wǎng)站的主要優(yōu)勢在于有多種反編譯器可供選擇

離線反編譯工具

JD-GUI

GitHub ：https://github.com/java-decompiler/jd-gui

官網(wǎng)：http://java-decompiler.github.io/

下載后將類文件或者 jar 包直接拖動到界面即可

Luyten

下載地址：https://github.com/deathmarine/Luyten/releases

Arthas

官網(wǎng)：https://arthas.aliyun.com/doc/

可以使用 jad 命令將 JVM 中運行的 class 的 byte code 反編譯成 java 代碼

這個工具很好用，強烈推薦

其他工具

javap

javap是jdk自帶的一個工具，可以對代碼反編譯，也可以查看java編譯器生成的字節(jié)碼

直接通過javap -help查看其用法

用法:?javap??
其中,?可能的選項包括:
??-help??--help??-?????????輸出此用法消息
??-version?????????????????版本信息
??-v??-verbose?????????????輸出附加信息
??-l???????????????????????輸出行號和本地變量表
??-public??????????????????僅顯示公共類和成員
??-protected???????????????顯示受保護的/公共類和成員
??-package?????????????????顯示程序包/受保護的/公共類
???????????????????????????和成員?(默認(rèn))
??-p??-private?????????????顯示所有類和成員
??-c???????????????????????對代碼進行反匯編
??-s???????????????????????輸出內(nèi)部類型簽名
??-sysinfo?????????????????顯示正在處理的類的
???????????????????????????系統(tǒng)信息?(路徑,?大小,?日期,?MD5?散列)
??-constants???????????????顯示最終常量
??-classpath?????????指定查找用戶類文件的位置
??-cp????????????????指定查找用戶類文件的位置
??-bootclasspath?????覆蓋引導(dǎo)類文件的位置

基本使用：

javac?Test.java
javap?-c?Test.class

jclasslib

jclasslib 是一種可視化的字節(jié)碼查看工具，可以直接在 IDEA 插件安裝

安裝以后，在 IDEA 編譯源碼后，可以選擇 View” ->“Show Bytecode With Jclasslib即可查看字節(jié)碼

可以直觀地看到 class 文件包含基本信息、常量池、接口信息、字段信息、方法信息和屬性信息

其中方法信息又包含行號表、局部變量表，異常表等

要讀懂字節(jié)碼指令涉及的知識很多，之后的文章會通過案例詳細(xì)講解class文件結(jié)構(gòu)和字節(jié)碼指令的執(zhí)行過程

推薦兩本非常經(jīng)典的圖書：《深入理解 Java 虛擬機》、《Java 虛擬機規(guī)范》

大家也可以通過 Oracle 的 Java 標(biāo)準(zhǔn) 網(wǎng)頁里瀏覽和下載《Java 語言規(guī)范》、《Java 虛擬機規(guī)范》

反編譯示例

下面看一個簡單和常見的案例：

public?class?ForEachDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{

????????List?data?=?new?ArrayList<>();
????????data.add("a");
????????data.add("b");

????????for?(String?str?:?data)?{
????????????System.out.println(str);
????????}

????}
}

我們直接在 IDEA 對該類文件進行編譯，然后再 target 目錄中尋找該類，雙擊打開，得到下面的反編譯源碼：

public?class?ForEachDemo?{
????public?ForEachDemo()?{
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????List?data?=?new?ArrayList();
????????data.add("a");
????????data.add("b");
????????Iterator?var2?=?data.iterator();

????????while(var2.hasNext())?{
????????????String?str?=?(String)var2.next();
????????????System.out.println(str);
????????}

????}
}

從上述反編譯代碼可以清楚地看到，原始代碼中沒有編寫構(gòu)造方法時，編譯器會自動生成一個默認(rèn)構(gòu)造方法；foreach 循環(huán)來遍歷 list 時，底層通過 iterator 來實現(xiàn)

Java編譯和反編譯那些事

前言