前言
我們在開發中會遇到一些Java的執行超出我們的想象，但是又不知道他爲什麼會這樣執行，這個時候我們就需要能夠知道他編譯後Class文件是什麼樣子的，並且理解字節碼的含義。
Java字節碼的原理
進制
class文件就是字節碼文件，直接是打不開，打開也是亂碼，需要解析才能看明白裏面的內容。
現在存在很多語言都是允許在Jvm上，比如Kotlin。 他們其實就是通過編譯也編譯成Jvm認識的.class 文件即可。
大端和小端
大端模式：是指數據的高字節保存在內存的低地址中，而數據的低字節保存在內存的高地址中，這樣的存儲模式有點兒類似於把數據當作字符串順序處理：
地址由小向大增加，而數據從高位往低位放；這和我們的閱讀習慣一致。
小端模式：是指數據的高字節保存在內存的高地址中，而數據的低字節保存在內存的低地址中，這種存儲模式將地址的高低和數據位權有效地結合起來，
高地址部分權值高，低地址部分權值低。
字節碼文件內容組成結構
Java class文件的內容結構
下面解析一下一個不太好理解的結構。
1. 魔數：用於判斷這個文件是不是class合格的文件。
2. 次版本號和主板本號：主板本號加次版本號用於判斷這個class文件是否能被這個版本的Jvm 解析， 比如jdk8的class就不能被java7版本的Jvm解析。
3. 常量池個數，最小是1，真實的常量池個數是2個字節計算出來的數量 - 1。
下面是常量池的字節碼結構（u1 就是一個字節，u2 就是兩個字節，類推）：
4. 類的訪問控制權限
filed_info: {
u2 access_flags; -- 屬性的訪問類型和修飾符
u2 name_index; -- 成員變量的名字，指向常量池的地址
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
6. 方法的字節碼格式：
method_info {
u2 access_flags; -- 方法的訪問屬性和修飾符
u2 name_index; -- 方法的名字，指向常量池的地址
u2 descriptor_index; -- 描述符字符串，指向常量池地址，mian方法的描述符（[java/lang/String;）v
u2 attributes_count; -- 對應下面的code_attribute
attribute_info attributes[attributes_count];
}
一般一個類除了你定義的方法外還會存在兩個方法，clinit 和 init 處理你的靜態代碼和默認構造函數。
方法字節碼：還包含：
code_attribute { -- Code_attribute包含某個方法、實例初始化方法、類或接口初始化方法的Java虛擬機指令及相關輔助信息
u2 attribute_name_index; -- 指向常量池，名稱
u4 attribute_length; -- 後面全部的總長度
u2 max_stack; -- 用來給出當前方法的操作數棧在方法執行的任何時間點的最大深度
u2 max_locals; -- 用來給出分配在當前方法引用的局部變量表中的局部變量個數
u4 code_length; --給出當前方法code[]數組的字節數
u1 code[code_length]; -- 給出了實現當前方法的Java虛擬機代碼的實際字節內容（這些數字代碼實際對應一些Java虛擬機的指令）
u2 exception_table_lentgh; -- 異常的信息個數
{
u2 start_pc; -- 這兩項的值表明了異常處理器在code[]中的有效範圍，即異常處理器x應滿足：start_pc≤x≤end_pc
u2 end_pc; -- start_pc必須在code[]中取值，end_pc要麼在code[]中取值，要麼等於code_length的值
u2 handler_pc; -- 表示一個異常處理器的起點
u2 catch_type; -- 表示當前異常處理器需要捕捉的異常類型。爲0，則都調用該異常處理器，可用來實現finally。
} exception_table[exception_table_lentgh];
u2 attribute_count; -- 表示該方法的其它附加屬性，
attribute_info attributes[attributes_count]; -- LineNumberTable、LocalVariableTable
}
Java方法所在行信息：
LineNumberTable_attribute{ --被調試器用來確定源文件中由給定的行號所表示的內容，對應於Java虛擬機code[] 數組的哪部分 u2 attribute_name_index; u4 attribute_length; u2 line_number_table_length; { u2 start_pc; u2 line_number; -- 該值必須與源文件中對應的行號相匹配 } line_number_table[line_number_table_length]; }
局部變量表信息：
LocalVariableTable_attribute{ u2 attribute_name_index; u4 attribute_length; u2 local_variable_table_length; { u2 start_pc; u2 length; u2 name_index; u2 descriptor_index; --用來表示源程序中局部變量類型的字段描述符 u2 index; } local_variable_table[local_variable_table_length]; }
7.類屬性字節碼格式：
attribute_info: {
u2 attribute_name_index;
u1 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}
字節碼文件解析
我們一起看一下Java編譯後的class文件：
這個是按照16進制顯示的，沒有按照任何編碼的方式進行解析過的原信息。
我們按照上面字節碼文件內容組成結構，來解析一下這個字節碼文件
魔數：cafe babe 就表示這個是class 文件，Jvm才識別。
次版本號：0000
主版本號：0034
常量池數量：0021 就是2*16 + 1 33個常量池，但是需要減一，得到32個常量池。
常量池信息：前一個字節是tag 表示常量池的類型： oa 等於10 從常量池結構圖可以找到時 constent_Methodref_info 這個類型，後面讀取4個字節 00 0600 12；
00 06 表示constent_class_info的索引項；00 12 表示constent_nameAndType_info 名稱和類型描述符的索引項，一次解析32個常量池。
特殊說明： 01類型的常量池，需要根據length 的長度動態解析。 比如 tag : 01 length : 0006 字符串：3c69 6e69 743e。
類的控制訪問權限：0021 表示：0020加0001組合，說明是...和public 。
類名：0005 間接引用常量池第5個常量池
父類名：0006 間接引用常量池第6個常量池
接口數量：0001 實現一個接口。
接口數組：0007 指向常量池 第7個常量池，如果接口數量爲零則不出現。
成員變量數量：0000 表示沒有成員變量。
成員變量數組：如果成員變量數量爲零則不佔用字節。
方法數量：0002 兩個方法，
方法數組：0001：修飾詞pubilc；0008：方法名，指向常量池；0009 ：描述符，指向常量池 ；0001：code_attributes的數量；
開始解析code_attribute 000a：code_attribute名稱，指向常量池；0000 002f ：attribute的長度47；0001：max_stack 操作數棧；0001：max_locals 局部變量個數；0000 0005 ：code的長度； 2ab7 0001 b1 ：code的內容就是操作虛擬機的指令信息； 00 00 ：異常信息沒有；00 02：表是其他附加信息有兩個。
開始解析LineNumberTable_attribute ：00 0b：指向常量池，就是指的lineNumberTable；00 0000 06：指的是這個信息的長度；00 01 ：line_number_table_length;
00 00:start_pc ; 00 03 ：Java這個方法的代碼行號。
開始解析LocalVariableTable_attribute 00 0c：額外信息的名字，指向常量池；00 0000 0c：該信息長度；00 01：variable_table 信息的長度；00 00：start_pc；
00 05：長度；000d：指向常量池，局部變量描述符this；00 0e：指向常量池，類信息描述符；
解析方法字節碼的過程中init 方法解析完成後，中間出現0000 無法解析，我猜是clinit 方法的解析，但是因爲我們寫所以使用0000 表示了。
類屬性數量：
類屬性數組：0001：第一次屬性； 0010：指向常量池； 0000：不知道； 0002：第二個屬性； 0011：指向常量池。
到此字節碼文件全部解析完畢， 中間有一點瑕疵，後續學習中改進。
總結
字節碼學習，讓我們瞭解Java底層的實現有巨大的幫助。