JDK自帶的反編譯工具 javap

前言

以前經常看一些文章使用 javac 反編譯 class文件，然後生成一堆字節碼，再一頓騷操作分析字節碼，可謂是非常炫酷。這裏有時間剛好也來玩玩JDK的 javap

javap 介紹

javap是 JDK自帶的一個工具，可以將 class文件反編譯成字節碼，它並沒有將class文件反編譯成 java文件，但是依然反編譯成程序員能讀的格式。

下面舉一個小例子，java源代碼如下:

public class JavapTest2 {
    private String username;

    public void say(String username) {
        System.out.println("hi,"+username);
    }
}

將其編譯後，使用 javap來查詢 JavapTest2的字節碼

javac JavapTest2.java
javap -p -v JavapTest2

生成的字節碼如下:

Classfile ../JavapTest2.class
  Last modified 2018-8-31; size 608 bytes
  MD5 checksum 25f04ad8674616cb2f0e7fe9d35e6ab1
  Compiled from "JavapTest2.java"
public class com.pjmike.JVM.JavapTest2
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #10.#21        // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #22.#23        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #3 = Class              #24            // java/lang/StringBuilder
   #4 = Methodref          #3.#21         // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   #5 = String             #25            // hi,
   #6 = Methodref          #3.#26         // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String
Builder;
   #7 = Methodref          #3.#27         // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   #8 = Methodref          #28.#29        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   #9 = Class              #30            // com/pjmike/JVM/JavapTest2
  #10 = Class              #31            // java/lang/Object
  #11 = Utf8               username
  #12 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #13 = Utf8               <init>
  #14 = Utf8               ()V
  #15 = Utf8               Code
  #16 = Utf8               LineNumberTable
  #17 = Utf8               say
  #18 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
  #19 = Utf8               SourceFile
  #20 = Utf8               JavapTest2.java
  #21 = NameAndType        #13:#14        // "<init>":()V
  #22 = Class              #32            // java/lang/System
  #23 = NameAndType        #33:#34        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #24 = Utf8               java/lang/StringBuilder
  #25 = Utf8               hi,
  #26 = NameAndType        #35:#36        // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #27 = NameAndType        #37:#38        // toString:()Ljava/lang/String;
  #28 = Class              #39            // java/io/PrintStream
  #29 = NameAndType        #40:#18        // println:(Ljava/lang/String;)V
  #30 = Utf8               com/pjmike/JVM/JavapTest2
  #31 = Utf8               java/lang/Object
  #32 = Utf8               java/lang/System
  #33 = Utf8               out
  #34 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #35 = Utf8               append
  #36 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #37 = Utf8               toString
  #38 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
  #39 = Utf8               java/io/PrintStream
  #40 = Utf8               println
{
  private java.lang.String username;
    descriptor: Ljava/lang/String;
    flags: ACC_PRIVATE

  public com.pjmike.JVM.JavapTest2();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 7: 0

  public void say(java.lang.String);
    descriptor: (Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=2, args_size=2
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder
         6: dup
         7: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
        10: ldc           #5                  // String hi,
        12: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/
lang/StringBuilder;
        15: aload_1
        16: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/
lang/StringBuilder;
        19: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        22: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        25: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
        line 12: 25
}
SourceFile: "JavapTest2.java"

默認情況下 javap 會打印所有非私有的字段和方法，如下:

javap JavapTest2

Compiled from "JavapTest2.java"
public class com.pjmike.JVM.JavapTest2 {
  public com.pjmike.JVM.JavapTest2();
  public void say(java.lang.String);
}

用 javap -help查看其選項:

用法: javap <options> <classes>
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)
  -p  -private             顯示所有類和成員
  -c                       對代碼進行反彙編
  -s                       輸出內部類型簽名
  -sysinfo                 顯示正在處理的類的
                           系統信息 (路徑, 大小, 日期, MD5 散列)
  -constants               顯示最終常量
  -classpath <path>        指定查找用戶類文件的位置
  -cp <path>               指定查找用戶類文件的位置
  -bootclasspath <path>    覆蓋引導類文件的位置

從上面就可以看到 javap 選項的一些作用，在最開始的地方，我們使用了 javap -v -p JavapTest2 。加了 -p 選項後，還會打印私有的字段和方法，加上 -v 選項後，它會儘可能地打印出所有信息，如果只需要查詢相關方法對應的字節碼，可以使用 -c 代替 -v，代碼如下:

Compiled from "JavapTest2.java"
public class com.pjmike.JVM.JavapTest2 {
  private java.lang.String username;

  public com.pjmike.JVM.JavapTest2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public void say(java.lang.String);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder
       6: dup
       7: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      10: ldc           #5                  // String hi,
      12: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/la
ng/StringBuilder;
      15: aload_1
      16: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/la
ng/StringBuilder;
      19: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      22: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      25: return
}

可以看出少了很多附加信息，讓我們更加專心的去關注方法對應的字節碼。

下面簡要分析下 say方法中的打印語句，裏面涉及了字符串的拼接操作:

首先是new 指令，創建類實例的指令，在Java源代碼的字符串拼接，到了編譯器在編譯階段使用 StringBuilder類進行優化

    3: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder

然後 invokespecial指令，用於調用實例初始化方法，將 StringBuilder對象初始化

       7: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V

ldc將”hi”字符串常量加載到操作數棧，然後invokevirtual指令用於調用對象的實例方法，這裏調用 StringBuilder的append()拼接字符串的方法

      10: ldc           #5                  // String hi,
      12: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/la
ng/StringBuilder;

最後調用 StringBuilder的toString(),將拼接後的字符串輸出

      19: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

以上非常簡要的分析了字符串拼接的字節碼操作，更多關於字節碼的指令介紹，請參閱相關文檔

小結

關於 javap 以及相關字節碼知識目前還是接觸不多，這裏只是簡單玩一玩javap，更多字節碼相關的知識以及其他反編譯工具，如`jad，cfr等還需要後續進一步深入探究。

JDK自帶的反編譯工具 javap

前言

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