一年又一年会通，字節(jié)跳動(dòng) Lark（飛書） 研發(fā)團(tuán)隊(duì)又雙叒叕開始招新生啦杜耙！

【內(nèi)推碼】：GTPUVBA

【內(nèi)推鏈接】：https://job.toutiao.com/s/JRupWVj

【招生對(duì)象】：20年9月后~21年8月前 畢業(yè)的同學(xué)

【報(bào)名時(shí)間】：6.16-7.16（提前批簡(jiǎn)歷投遞只有一個(gè)月抓住機(jī)會(huì)哦３砂瘛）

【畫重點(diǎn)】：提前批和正式秋招不矛盾桐智！面試成功凌外，提前鎖定Offer辩尊；若有失利，額外獲得一次面試機(jī)會(huì)康辑，正式秋招開啟后還可再次投遞摄欲。

點(diǎn)擊進(jìn)入我的博客

4.1 字節(jié)碼

平臺(tái)無(wú)關(guān)：Sun公司以及其他的虛擬機(jī)提供商發(fā)布了許多可以運(yùn)行在各種不同平臺(tái)上的虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)都可以載入和執(zhí)行同一種平臺(tái)無(wú)關(guān)的字節(jié)碼疮薇，從而實(shí)現(xiàn)了程序的“一次編寫,到處運(yùn)行”胸墙。
語(yǔ)言無(wú)關(guān)：語(yǔ)言無(wú)關(guān)的基礎(chǔ)是虛擬機(jī)和字節(jié)碼存儲(chǔ)格式，Java虛擬機(jī)不和任何語(yǔ)言（包括Java）綁定惦辛，它只與Class文件這種特定的二進(jìn)制文件格式所關(guān)聯(lián)劳秋，Class文件中包含了Java虛擬機(jī)指令集和符號(hào)表以及若干其他輔助信息。

4.2 Class類文件的結(jié)構(gòu)

Class文件是一組以8位字節(jié)為基礎(chǔ)單位的二進(jìn)制流，各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目嚴(yán)格按照順序緊湊地排列在Class文件之中玻淑，中間沒有添加任何分隔符嗽冒，這使得整個(gè)Class文件中存儲(chǔ)的內(nèi)容幾乎全部是程序運(yùn)行的必要數(shù)據(jù)，沒有空隙存在补履。當(dāng)遇到需要占用8位字節(jié)以上空間的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)添坊，則會(huì)按照高位在前的方式分割成若干個(gè)8位字節(jié)進(jìn)行存儲(chǔ)。

• Class文件只有兩種數(shù)據(jù)類型：無(wú)符號(hào)數(shù)箫锤、表贬蛙。
• 無(wú)符號(hào)數(shù)：無(wú)符號(hào)數(shù)屬于基本的數(shù)據(jù)類型，以u(píng)1谚攒、u2阳准、u4、u8來(lái)分別代表1個(gè)字節(jié)馏臭、2個(gè)字節(jié)野蝇、4個(gè)字節(jié)和8個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)數(shù)。無(wú)符號(hào)數(shù)可以用來(lái)描述數(shù)字括儒、索引引用绕沈、數(shù)量值或者按照UTF-8編碼構(gòu)成字符串值。
• 表：表是由多個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)或其他表作為數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成的復(fù)合數(shù)據(jù)類型帮寻，表習(xí)慣性以_info結(jié)尾乍狐。表用于描述有層次的復(fù)合結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，整個(gè)Class文件本質(zhì)上就是一張表固逗，由以下的數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成浅蚪。
• 容量計(jì)數(shù)器：無(wú)論是無(wú)符號(hào)數(shù)還是表，當(dāng)需要描述同一類型但數(shù)量不定的多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)抒蚜，經(jīng)常會(huì)使用一個(gè)前置的容量計(jì)數(shù)器加若干連續(xù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)的形式掘鄙。

Class文件格式

4.2.1 魔數(shù)與Class文件的版本

魔數(shù)：每個(gè)Class文件的頭4個(gè)字節(jié)稱為魔數(shù)(Magic Number)，其唯一作用是確定這個(gè)文件是否為一個(gè)能被虛擬機(jī)接受的Class文件嗡髓。值為0xCAFEBABE操漠。
Class的版本號(hào)：緊接著魔數(shù)的4個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的是Class的版本號(hào)——第5個(gè)和第6個(gè)字節(jié)是次版本號(hào)(Minor Version)，第7個(gè)和第8個(gè)字節(jié)是主版本號(hào)(Major Version)饿这。
版本號(hào)兼容：高版本的JDK只能向下兼容以前版本的Class文件浊伙，不能運(yùn)行以后版本的Class文件。

4.2.2 常量池

常量池：緊接著主次版本號(hào)后的是常量池长捧，也可以理解為Class文件的資源倉(cāng)庫(kù)嚣鄙，它是與其他項(xiàng)目關(guān)聯(lián)最多的數(shù)據(jù)類型，也是占用Class文件空間最大的數(shù)據(jù)項(xiàng)目之一串结，同時(shí)還算第一個(gè)出現(xiàn)的表類型數(shù)據(jù)項(xiàng)目哑子。
常量池計(jì)數(shù)值：由于常量池中常量數(shù)量不固定舅列，因此在入口處要放置一項(xiàng)u2類型的數(shù)據(jù)，代表常量池計(jì)數(shù)值(從1開始卧蜓，因?yàn)橛?jì)數(shù)的0代表“不引用任何一個(gè)常量池項(xiàng)目”的含義）帐要。
常量池存放數(shù)據(jù)：常量池中主要存放兩大類常量——字面量(Literal)和符號(hào)引用(Symbolic References)。字面量比較接近于Java語(yǔ)言層面的常量概念——如文本字符串弥奸、聲明為final的常量值等榨惠。符號(hào)引用則屬于編譯原理方面的概念，包括下面三類常量：類和接口的全限定名(Fully Qualified Name)盛霎、字段的名稱和描述符(Descriptor)赠橙、方法的名稱和描述符。
動(dòng)態(tài)連接：Java代碼在javac編譯的時(shí)候愤炸，并沒有連接這一步驟期揪，而是在虛擬機(jī)加載Class文件的時(shí)候動(dòng)態(tài)連接。
常量池中的項(xiàng)：常量池中每一項(xiàng)都是一個(gè)表摇幻，截止到JDK 7中更用14種各不相同的表結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)横侦，其共同特點(diǎn)就是表開始的第一位是一個(gè)u1類型的標(biāo)識(shí)位。

常量池的項(xiàng)目類型

14中常量項(xiàng)的結(jié)構(gòu)總表

4.2.3 訪問標(biāo)志

在常量池結(jié)束之后绰姻，緊接著的兩個(gè)字節(jié)代表訪問標(biāo)志（access_flags），這個(gè)標(biāo)志用于識(shí)別一些類或者接口層次的訪問信息引瀑，包括：這個(gè)Class是類還是接口狂芋；是否定義為public類型；是否定義為abstract類型憨栽；如果是類的話帜矾，是否被聲明為final等。

訪問標(biāo)志

4.2.4 類索引屑柔、父類索引屡萤、接口索引

類索引和父類索引：是一個(gè)u2類型的數(shù)據(jù)，用于確定這個(gè)類的全限定類名和父類的全限定類名掸宛，指向一個(gè)類型為CONSTANT_Class_info的類描述符常量死陆，通過CONSTANT_Class_info類型的常量中的索引類型可以找到定義在CONSTANT_Utf8_info類型的常量中的全限定名字符串。
接口索引集合：是一組u2類型的數(shù)據(jù)集合唧瘾，用于描述這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了哪些接口措译，這些被實(shí)現(xiàn)的接口按照從左到右排列在接口索引集合中。入口的第一項(xiàng)——u2類型的數(shù)據(jù)為接口計(jì)數(shù)器饰序，表示索引表的容量领虹；如果沒有實(shí)現(xiàn)任何接口，則該計(jì)數(shù)器為0求豫。

4.2.5 字段表集合

字段表：字段表（field_info）用于描述接口或者類中聲明的變量塌衰。字段（field）包括類級(jí)變量以及實(shí)例級(jí)變量诉稍，但不包括在方法內(nèi)部聲明的局部變量。
一個(gè)字段包括的信息有：字段的作用域（public最疆、private均唉、protected修飾符）、是實(shí)例變量還是類變量（static修飾符）肚菠、可變性（final）舔箭、并發(fā)可見性（volatile修飾符，是否強(qiáng)制從主內(nèi)存讀寫）蚊逢、可否被被序列化（transient修飾符）层扶、字段數(shù)據(jù)類型（基本類型、對(duì)象烙荷、數(shù)組）镜会、字段名稱。
修飾符布爾值：上述這些信息中终抽，各個(gè)修飾符都是布爾值戳表，要么有某個(gè)修飾符，要么沒有昼伴，很適合使用標(biāo)志位來(lái)表示匾旭。而字段叫什么名字、字段被定義為什么數(shù)據(jù)類型圃郊，這些都是無(wú)法固定的价涝，只能引用常量池中的常量來(lái)描述。

字段表結(jié)構(gòu)

字段訪問標(biāo)志

name_index

name_index是對(duì)常量池的引用持舆，代表著字段的簡(jiǎn)單名稱色瘩。簡(jiǎn)單名稱是指沒有類型和參數(shù)修飾的方法或者字段名稱，這個(gè)類中的inc()方法和m字段的簡(jiǎn)單名稱分別是“inc”和“m”逸寓。
全限定名：以下面代碼為例居兆，“org/xxx/clazz/TestClass”是這個(gè)類的全限定名，僅僅是把類全名中的“.”替換成了“/”而已竹伸，為了使連續(xù)的多個(gè)全限定名之間不產(chǎn)生混淆泥栖，在使用時(shí)最后一般會(huì)加入一個(gè)“;”表示全限定名結(jié)束。

public class TestClass {

    private int m;

    public int inc() {
        return m + 1;
    }
}

descriptor_index

descriptor_index也是對(duì)常量池的引用佩伤，代表著字段和方法的描述符聊倔。描述符的作用是用來(lái)描述字段的數(shù)據(jù)類型、方法的參數(shù)列表（包括數(shù)量生巡、類型以及順序）和返回值耙蔑。根據(jù)描述符規(guī)則，基本數(shù)據(jù)類型（byte孤荣、char甸陌、double须揣、float、int钱豁、long耻卡、short、boolean）以及代表無(wú)返回值的void類型都用一個(gè)大寫字符來(lái)表示牲尺，而對(duì)象類型則用字符L加對(duì)象的全限定名來(lái)表示卵酪。

數(shù)組類型：每一維度將使用一個(gè)前置的“[”字符來(lái)描述谤碳，如一個(gè)定義為“java.lang.String[][]”類型的二維數(shù)組溃卡，將被記錄為：“[[Ljava/lang/String;”，蜒简，一個(gè)整型數(shù)組“int[]”被記錄為“[I”瘸羡。
描述方法：按照先參數(shù)列表，后返回值的順序描述搓茬，參數(shù)列表按照參數(shù)的嚴(yán)格順序放在一組小括號(hào)“( )”之內(nèi)犹赖。如方法void inc()的描述符為“( ) V”，方法java.lang.String toString()的描述符為“( ) LJava/lang/String;”卷仑，方法int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount, char[] target, int targetOffset, int targetCount, int fromIndex)的描述符為“([CII[CIII) I”峻村。

attributes_count與attribute_info

• 字段表都包含的固定數(shù)據(jù)項(xiàng)目到descriptor_index為止就結(jié)束了，不過在descriptor_index之后跟隨著一個(gè)屬性表集合用于存儲(chǔ)一些額外的信息系枪，字段都可以在屬性表中描述零至多項(xiàng)的額外信息雀哨。對(duì)于本例中的字段m，他的屬性表計(jì)數(shù)器為0私爷，也就是說沒有需要額外描述的信息，但是膊夹，如果將字段m的聲明改為“final static int m=123”衬浑，那就可能會(huì)存在一項(xiàng)名稱為ConstantValue的屬性洞翩，其值指向常量123役纹。
• 字段表集合中不會(huì)列出從超類或者父接口中繼承而來(lái)的字段，但有可能列出原本Java代碼之中不存在的字段隧饼，譬如在內(nèi)部類中為了保持對(duì)外部類的訪問性进统，會(huì)自動(dòng)添加指向外部類實(shí)例的字段助币。
• 在Java語(yǔ)言中字段是無(wú)法重載的，兩個(gè)字段的數(shù)據(jù)類型螟碎、修飾符不管是否相同眉菱，都必須使用不一樣的名稱，但是對(duì)于字節(jié)碼來(lái)講掉分，如果兩個(gè)字段的描述符不一致俭缓，那字段重名就是合法的克伊。

4.2.6 方法表集合

方法表的結(jié)構(gòu)如同字段表一樣，依次包括了訪問標(biāo)志（access_flags）华坦、名稱索引（name_index）愿吹、描述符索引（descriptor_index）、屬性表結(jié)合（attributes）幾項(xiàng)惜姐，如字段表所示犁跪。

方法訪問標(biāo)志

方法里的代碼

方法里的Java代碼，經(jīng)過編譯器編譯成字節(jié)碼指令后歹袁，存放在方法屬性集合中一個(gè)名為“Code”的屬性里面坷衍，屬性表作為Class文件格式中最具擴(kuò)展性的一種數(shù)據(jù)項(xiàng)目。

重寫

與字段表集合相對(duì)應(yīng)的宇攻，如果父類方法在子類匯總沒有被重寫（Override）惫叛，方法表集合中就不會(huì)出現(xiàn)來(lái)自父類的方法信息。

自動(dòng)添加方法

有可能會(huì)出現(xiàn)由編譯器自動(dòng)添加的方法逞刷，最典型的便是類構(gòu)造器“<clinit>”方法和實(shí)例構(gòu)造器“<init>”方法嘉涌。

重載

在Java語(yǔ)言中，要重載（Overload）一個(gè)方法夸浅，除了要與原方法具有相同的簡(jiǎn)單名稱之外仑最，還要求必須擁有一個(gè)與原方法不同的特征簽名，特征簽名就是一個(gè)方法中各個(gè)參數(shù)在常量池中的字段符號(hào)引用的集合帆喇，也就是因?yàn)榉祷刂挡粫?huì)包含在特征簽名中警医，因此Java語(yǔ)言里面是無(wú)法僅僅依靠返回值的不同來(lái)對(duì)一個(gè)已有方法進(jìn)行重載的。但是在Class文件格式匯總坯钦，特征簽名的范圍更大一些预皇，只要描述符不是完全一致的兩個(gè)方法也可以共存。也就是說婉刀，如果兩個(gè)方法有相同的名稱和特征簽名吟温，但返回值不同，那么也是可以合法共存于同一個(gè)Class文件中的突颊。

4.2.7 屬性表集合

在Class文件鲁豪、字段表、方法表中都可以攜帶自己的屬性表集合律秃，以用于描述某些場(chǎng)景專有的信息爬橡。與Class文件中其他的數(shù)據(jù)項(xiàng)目要求嚴(yán)格的順序、長(zhǎng)度和內(nèi)容不同棒动，屬性表集合的限制稍微寬松了一些糙申，不再要求各個(gè)屬性表具有嚴(yán)格順序，并且只要不與已有屬性名重復(fù)迁客，任何人實(shí)現(xiàn)的編譯器都可以向?qū)傩员韺懭胱约憾x的屬性信息郭宝，Java虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)忽略掉他不認(rèn)識(shí)的屬性辞槐。

屬性表的結(jié)構(gòu)

屬性名稱需要從常量池中引用一個(gè)CONSTANT_Utf8_info類型的常量來(lái)表示，而屬性的結(jié)構(gòu)則是完全自定義的粘室，只需要通過一個(gè)u4的長(zhǎng)度屬性去說明屬性值所占用的位數(shù)即可榄檬。一個(gè)符合規(guī)則的屬性表應(yīng)該滿足下表所定義的結(jié)構(gòu)：

虛擬機(jī)規(guī)范預(yù)定義的屬性

Code屬性

Code屬性是Class文件中最重要的一個(gè)屬性，如果把一個(gè)Java程序中的信息分為代碼（Code抖单，方法體里面的Java代碼）和元數(shù)據(jù)（Metadata萎攒，包括類、字段矛绘、方法定義及其他信息）兩部分耍休，那么在整個(gè)Class文件中，Code屬性用于描述代碼货矮，所有的其他數(shù)據(jù)項(xiàng)目都用于描述元數(shù)據(jù)羊精。
Java程序方法體中的代碼經(jīng)過Javac編譯器處理后，最終變?yōu)樽止?jié)碼指令存儲(chǔ)在Code屬性內(nèi)囚玫。Code屬性出現(xiàn)在方法表的屬性集合之中喧锦，但并非所有的方法表都必須存在這個(gè)屬性，譬如接口或者抽象類中的方法就不存在Code屬性劫灶。如果方法表有Code屬性存在裸违，那么他的結(jié)構(gòu)將如下表所示。

• attribute_name_index：是一項(xiàng)指向CONSTANT_Utf8_info型常量的索引本昏，常量值固定為“Code”供汛，他代表了該屬性的屬性名稱。
• attribute_length：指示了屬性值的長(zhǎng)度涌穆，由于屬性名稱索引與屬性長(zhǎng)度一共為6個(gè)字節(jié)怔昨，所以屬性值的長(zhǎng)度固定為整個(gè)屬性表長(zhǎng)度減少6個(gè)字節(jié)。
• max_stack：代表了操作數(shù)棧（Operand Stacks）深度的最大值宿稀。在方法執(zhí)行的任意時(shí)刻趁舀，操作數(shù)棧都不會(huì)超過這個(gè)深度。虛擬機(jī)運(yùn)行的時(shí)候需要根據(jù)這個(gè)值分配棧幀（Stack Frame）中的操作幀深度祝沸。
• max_locals：代表了局部變量表所需的存儲(chǔ)空間矮烹。在這里，max_locals的單位是Slot罩锐，Slot是虛擬機(jī)為局部變量分配內(nèi)存所使用的最小單位奉狈。對(duì)于byte、char涩惑、float仁期、int、short、boolean和returnAddress等長(zhǎng)度不超過32位的數(shù)據(jù)類型跛蛋，每個(gè)局部變量占用1個(gè)Slot熬的，而double和long這兩種64位的數(shù)據(jù)類型則需要兩個(gè)Slot來(lái)存放。方法參數(shù)（包括實(shí)例方法中的隱藏參數(shù)“this”）赊级、顯式異常處理器的參數(shù)（Exception Handler Parameter押框，就是try-catch語(yǔ)句中catch塊所定義的異常）、方法體中定義的局部變量都需要使用局部變量表來(lái)存放此衅。另外强戴，并不是在方法中用到了多少個(gè)局部變量，就把這些局部變量所占Slot之和作為max_locals的值挡鞍，原因是局部變量表中的Slot可以重用骑歹，當(dāng)代碼執(zhí)行超出一個(gè)局部變量的作用域時(shí)，這個(gè)局部變量所占的Slot可以被其他局部變量所使用墨微，Javac編譯器會(huì)根據(jù)變量的作用域來(lái)分配Slot給各個(gè)變量使用道媚，然后計(jì)算出max_locals的大小。
• code_length和code：用來(lái)存儲(chǔ)java源程序編譯后生成的字節(jié)碼指令翘县。code_length代表字節(jié)碼長(zhǎng)度最域，code是用于存儲(chǔ)字節(jié)碼指令的一系列字節(jié)流。既然叫字節(jié)碼指令锈麸，那么每個(gè)指令就是一個(gè)u1類型的單字節(jié)镀脂，當(dāng)虛擬機(jī)讀取到code中的一個(gè)字節(jié)碼時(shí)，就可以對(duì)應(yīng)找出這個(gè)字節(jié)碼代表的是什么指令忘伞，并且可以知道這條指令后面是否需要跟隨參數(shù)薄翅，以及參數(shù)應(yīng)當(dāng)如何理解。我們知道一個(gè)u1數(shù)據(jù)類型的取值范圍為0x00_{0xFF氓奈，對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的0}255翘魄，也就是一共可以表達(dá)256條指令，目前舀奶，Java虛擬機(jī)規(guī)范已經(jīng)定義了其中約200條編碼值對(duì)應(yīng)的指令含義暑竟。
• 關(guān)于code_length：有一件值得注意的事情，雖然他是一個(gè)u4類型的長(zhǎng)度值育勺，理論上最大值可以達(dá)到2的32次方減1但荤，但是虛擬機(jī)規(guī)范中明確限制了一個(gè)方法不允許超過65535條字節(jié)碼指令，即他實(shí)際只使用了u2的長(zhǎng)度涧至，如果超過這個(gè)限制纱兑，Javac編譯器也會(huì)拒絕編譯。一般來(lái)講化借，編寫Java代碼時(shí)只要不是刻意去編寫一個(gè)超長(zhǎng)的方法來(lái)為難編譯器，是不太可能超過這個(gè)最大值的限制捡多。但是蓖康，某些特殊情況铐炫，例如在編譯一個(gè)很復(fù)雜的JSP文件時(shí)，某些JSP編譯器會(huì)把JSP內(nèi)容和頁(yè)面輸出的信息歸并于一個(gè)方法之中蒜焊，就可能因?yàn)榉椒ㄉ勺止?jié)碼超長(zhǎng)的原因而導(dǎo)致編譯失敗倒信。

Exceptions屬性

這里的Exceptions屬性是在方法表與Code屬性平級(jí)的一項(xiàng)屬性。Exceptions屬性的作用是列舉出方法中可能拋出的受查異常（Checked Exceptions）泳梆，也就是說方法描述時(shí)在throws關(guān)鍵字啊后面列舉的異常鳖悠。他的結(jié)構(gòu)見下表。

• number_of_exceptions：項(xiàng)表示方法可能拋出number_of_exceptions種受查異常
• exception_index_table：每一種受查異常使用一個(gè)exception_index_table項(xiàng)表示优妙，exception_index_table是一個(gè)指向常量池中CONSTANT_Class_info型常量的索引乘综，代表了該受查異常的類型。

LineNumberTable屬性

LineNumberTable屬性用于描述Java源碼行號(hào)與字節(jié)碼行號(hào)（字節(jié)碼的偏移量）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系套硼。他并不是運(yùn)行時(shí)必須的屬性卡辰，但默認(rèn)生成到Class文件之中，可以在Javac中分別使用-g : none或-g : lines選項(xiàng)來(lái)取消或要求生成這項(xiàng)信息邪意。如果選擇不生成LineNumberTable屬性九妈，對(duì)程序運(yùn)行產(chǎn)生的最主要的影響就是當(dāng)拋出異常時(shí)，堆棧中將不會(huì)顯示出錯(cuò)的行號(hào)雾鬼，并且在調(diào)試程序的時(shí)候萌朱，也無(wú)法按照源碼行來(lái)設(shè)置斷點(diǎn)。LineNumberTable屬性的結(jié)構(gòu)見下表策菜。

• line_number_table：是一個(gè)數(shù)量為line_number_table_length晶疼、類型為line_number_info的集合
• line_number_info表：包括了start_pc和line_number兩個(gè)u2類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)，前者是字節(jié)碼行號(hào)做入，后者是Java源碼行號(hào)冒晰。

LocalVariableTable屬性

LocalVariableTable屬性用于描述棧幀中局部變量表中的變量與Java源碼中定義的變量之間的關(guān)系，她也不是運(yùn)行時(shí)必須的屬性竟块，但默認(rèn)會(huì)生成到Class文件之中壶运，可以在Javac中分別使用-g : none或-g :vars選項(xiàng)來(lái)取消或要求生成這項(xiàng)信息。如果沒有生成這項(xiàng)屬性浪秘，最大的影響就是當(dāng)前其他人引用這個(gè)方法時(shí)蒋情，所有的參數(shù)名稱都將會(huì)丟失，IDE將會(huì)使用諸如arg0耸携、arg1之類的占位符代替原有的參數(shù)名棵癣，這對(duì)程序運(yùn)行沒有影響，但是會(huì)對(duì)代碼編寫帶來(lái)較大不便夺衍，而且在調(diào)試期間無(wú)法根據(jù)參數(shù)名稱從上下文中獲得參數(shù)值狈谊。LocalVariableTable屬性的結(jié)構(gòu)見下表。

• start_pc和length：屬性分別代表了這個(gè)局部變量的生命周期開始地字節(jié)碼偏移量及其作用范圍覆蓋的長(zhǎng)度，兩者結(jié)合起來(lái)就是這個(gè)局部變量在字節(jié)碼之中的作用域范圍河劝。
• name_index和descriptor_index：都是指向常量池中CONSTANT_Utf8_info型常量的索引壁榕，分別代表了局部變量的名稱以及這個(gè)局部變量的描述符。
• index：是這個(gè)局部變量在棧幀局部變量表中Slot的位置赎瞎。當(dāng)這個(gè)變量數(shù)據(jù)類型是64位類型時(shí)（double和long）牌里，他占用的Slot為index和index+1兩個(gè)。
• 姐妹屬性：在JDK1.5引入泛型之后务甥，LocalVariableTable屬性增加了一個(gè)“姐妹屬性”：LocalVariableTypeTable牡辽，這個(gè)新增的屬性結(jié)構(gòu)與LocalVariableTable非常相似，僅僅是吧記錄的字段描述符的descriptor_index替換成了字段的特征簽名（Signature）敞临，對(duì)于非泛型類型來(lái)說态辛，描述符和特征簽名能描述的信息是基本一致的，但是泛型引入后哟绊，由于描述符中反省的參數(shù)化類型被擦除掉因妙，描述符就不能準(zhǔn)確的描述泛型類型了，因此出現(xiàn)了LocalVariableTypeTable票髓。

SourceFile屬性

SourceFile屬性用于記錄生成這個(gè)Class文件的源碼文件名稱攀涵。這個(gè)屬性也是可選的，可以分別使用Javac的-g:none或-g: source選項(xiàng)來(lái)關(guān)閉或要求生成這項(xiàng)信息洽沟。在Java中以故，對(duì)于大多數(shù)的類來(lái)說，類名和文件名是一致的裆操，但是有一些特殊情況（如內(nèi)部類）例外怒详。如果不生成這項(xiàng)屬性，當(dāng)拋出異常時(shí)踪区，堆棧中將不會(huì)顯示出錯(cuò)代碼所屬的文件名昆烁。這個(gè)屬性是一個(gè)定長(zhǎng)的屬性，其結(jié)構(gòu)見下表缎岗。

• sourcefile_index數(shù)據(jù)項(xiàng)：是指向常量池中CONSTANT_Utf8_info型常量的索引静尼，常量值是源碼我呢見的文件名。

ConstantValue屬性

ConstantValue屬性的作用是通知虛擬機(jī)自動(dòng)為靜態(tài)變量賦值传泊。只有被static關(guān)鍵字修飾的變量（類變量）才可以使用這項(xiàng)屬性鼠渺。
類似“int x = 123”和“static int x=123”這樣的變量定義在Java程序中是非常常見的事情，但虛擬機(jī)對(duì)這兩種變量賦值的方法和時(shí)刻都有所不同眷细。對(duì)于非static類型的變量（也就是實(shí)例變量）的賦值是在實(shí)例構(gòu)造器<init>方法中進(jìn)行的拦盹；而對(duì)于類變量，則有兩種方式可以選擇：在類構(gòu)造器<clinit>方法中或者使用ConstantValue屬性溪椎。目前Sun Javac編譯器的選擇是：如果同時(shí)使用final和static來(lái)修飾一個(gè)變量（按照習(xí)慣普舆，這里稱“常量”更貼切）恬口，并且這個(gè)變量的數(shù)據(jù)類型是基本類型或者java.lang.String的話，就生成ConstantValue屬性來(lái)進(jìn)行初始化奔害，如果這個(gè)變量沒有被final修飾楷兽，或者并非基本類型及字符串，則將會(huì)選擇在<clinit>方法中進(jìn)行初始化华临。
雖然有final關(guān)鍵字才更符合“ConstantValue”的語(yǔ)義，但虛擬機(jī)規(guī)范中并沒有強(qiáng)制要求字段必須設(shè)置了ACC_FINAL標(biāo)志端考，只要求了有ConstantValue屬性的字段必須設(shè)置ACC_STATIC標(biāo)志而已雅潭，對(duì)final關(guān)鍵字的要求是javac編譯器自己加入的限制。而對(duì)ConstantValue屬性值只能限于基本類型和String却特，不過不認(rèn)為這是什么限制扶供，因?yàn)榇藢傩缘膶傩灾抵皇且粋€(gè)常量池的索引號(hào)，由于Class文件格式的常量類型中只有與基本屬性和字符串相對(duì)應(yīng)的字面量裂明，所以就算ConstantValue屬性在想支持別的類型也無(wú)能為力椿浓。ConstantValue屬性的結(jié)構(gòu)見下表。

• ConstantValue屬性：是一個(gè)定長(zhǎng)屬性闽晦，他的attribute_length數(shù)據(jù)項(xiàng)值必須固定為2扳碍。
• constantvalue_index數(shù)據(jù)項(xiàng)：代表了常量池中一個(gè)字面量常量的引用，根據(jù)字段類型的不同仙蛉，字面量可以是CONSTANT_Long_info笋敞、CONSTANT_Float_info、CONSTANT_Double_info荠瘪、CONSTANT_Integer_info夯巷、CONSTANT_String_info常量中的一種。

InnerClasses屬性

InnerClasses屬性用于記錄內(nèi)部類與宿主類之間的關(guān)聯(lián)哀墓。如果一個(gè)類中定義了內(nèi)部類趁餐，那編譯器將會(huì)為他以及他所包含的內(nèi)部類生成InnerClasses屬性。該屬性的結(jié)構(gòu)見下表篮绰。

• number_of_classes：代表需要記錄多少個(gè)內(nèi)部類信息后雷。
• inner_classes_info表：每一個(gè)內(nèi)部類的信息都由一個(gè)inner_classes_info表進(jìn)行描述。inner_classes_info的結(jié)構(gòu)見下表阶牍。

• inner_name_index：是指向常量池中CONSTANT_Utf8_info型常量的索引喷面，代表這個(gè)內(nèi)部類的名稱，如果是匿名內(nèi)部類走孽，那么這項(xiàng)值為0.
• inner_class_access_flags：是內(nèi)部類的訪問標(biāo)志惧辈，類似于類的access_flags，他的取值范圍見下表磕瓷。

Deprecated及Synthetic屬性

Deprecated和Synthetic兩個(gè)屬性都屬于標(biāo)志類型的布爾屬性盒齿，只存在有和沒有的區(qū)別念逞，沒有屬性值的概念。屬性的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單边翁，其中attribute_length數(shù)據(jù)項(xiàng)的值必須為0x00000000翎承，因?yàn)闆]有任何屬性值需要設(shè)置，見下表：

• Deprecated屬性用于表示每個(gè)類符匾、字段或者方法叨咖，已經(jīng)被程序作者定位不在推薦使用，他可以通過在代碼中使用@deprecated注釋進(jìn)行設(shè)置啊胶。
• Synthetic屬性代表此字段或者方法并不是由Java源碼直接產(chǎn)生的甸各，而是由編譯器自行添加的，在JDK 1.5之后焰坪，標(biāo)識(shí)一個(gè)類趣倾、字段或者方法是編譯器自動(dòng)產(chǎn)生的，也可以設(shè)置他們?cè)L問標(biāo)志中的ACC_SYNTHETIC標(biāo)志位某饰，其中最典型的例子就是Bridge Method儒恋。所有由非用戶代碼產(chǎn)生的類、方法及字段都應(yīng)當(dāng)至少設(shè)置Synthetic屬性和ACC_SYNTHETIC標(biāo)志位中的一項(xiàng)黔漂，唯一的例外是實(shí)例構(gòu)造器“<init>”方法和類構(gòu)造器“<clinit>”方法诫尽。

StackMapTable屬性

StackMapTable屬性在JDK 1.6發(fā)布周增加到了Class文件規(guī)范中，他是一個(gè)復(fù)雜的變長(zhǎng)屬性瘟仿，位于Code屬性的屬性表箱锐，這個(gè)屬性會(huì)在虛擬機(jī)類加載的字節(jié)碼驗(yàn)證階段被新類型檢查驗(yàn)證器（Type Checker）使用，目的在于代替以前比較消耗性能的基于數(shù)據(jù)流分析的類型推導(dǎo)驗(yàn)證器劳较。
這個(gè)類型檢查驗(yàn)證器最初來(lái)源于Sheng Liang為Java ME CLDC實(shí)現(xiàn)的字節(jié)碼驗(yàn)證器驹止。新的驗(yàn)證器在同樣能保證Class文件合法性的前提下，省略了在運(yùn)行期通過數(shù)據(jù)流分析確認(rèn)字節(jié)碼的行為邏輯合法性的步驟观蜗，而是在編譯階段將一系列的驗(yàn)證類型（Verification Types）直接記錄在Class文件之中臊恋，通過檢查這些驗(yàn)證類型代替了類型推導(dǎo)過程，從而大幅提升了字節(jié)碼驗(yàn)證的性能墓捻。這個(gè)驗(yàn)證器在JDK 1.6中首次提供抖仅，并在JDK 1.7中強(qiáng)制代替原本基于類型推斷的字節(jié)碼驗(yàn)證器。
StackMapTable屬性中包含零至多個(gè)棧映射棧（Stack Map Frames）砖第，每個(gè)棧映射幀都顯示或隱式的代表了一個(gè)字節(jié)碼偏移量撤卢，用于表示該執(zhí)行到該字節(jié)碼時(shí)局部變量表和操作數(shù)棧的驗(yàn)證類型。類型檢查驗(yàn)證器會(huì)通過檢查目標(biāo)方法的局部變量和操作數(shù)棧所需要的類型來(lái)確定一段字節(jié)碼指令是否符合邏輯約束梧兼。StackMapTable屬性的結(jié)構(gòu)見下表放吩。

《Java虛擬機(jī)規(guī)范（Java SE 7版）》明確規(guī)定：在版本號(hào)大于或等于50.0的Class文件中，如果方法的Code屬性中沒有附帶StackMapTable屬性羽杰，那就意味著他帶有一個(gè)隱式的StackMap屬性渡紫。這個(gè)StackMap屬性的作用等同于number_of_entries值為0的StackMapTable屬性到推。一個(gè)方法的Code屬性最多只能有一個(gè)StackMapTable屬性，否則將拋出ClassFormatError異常惕澎。

Signature屬性

Signature屬性在JDK 1.5發(fā)布后增加到了Class文件規(guī)范之中莉测，他是一個(gè)可選的定長(zhǎng)屬性，可以出現(xiàn)于類唧喉、屬性表和方法表結(jié)構(gòu)的屬性表中捣卤。在JDK 1.5大幅增強(qiáng)了Java語(yǔ)言的語(yǔ)法，在此之后八孝，任何類腌零、接口、初始化方法或成員的泛型簽名如果包含餓了類型變量（Type Variables）或參數(shù)化類型（Parameterized Types）唆阿，則Signature屬性會(huì)為他記錄泛型簽名信息。之所以要專門使用這樣一個(gè)屬性去記錄泛型類型锈锤，是因?yàn)镴ava語(yǔ)言的泛型采用的是擦除法實(shí)現(xiàn)的偽泛型驯鳖，在字節(jié)碼（Code屬性）中，泛型信息編譯（類型變量久免、參數(shù)化類型）之后都統(tǒng)統(tǒng)被擦除掉。使用擦除法的好處是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單（主要修改Javac編譯器，虛擬機(jī)內(nèi)部只做了很少的改動(dòng)）竖螃、非常容易實(shí)現(xiàn)Backport拨扶，運(yùn)行期也能夠節(jié)省一些類型所占的內(nèi)存空間。但壞處是運(yùn)行期就無(wú)法像C#等有真泛型支持的語(yǔ)言那樣呼巴，將泛型類型與用戶定義的普通類型同等對(duì)待泽腮，例如運(yùn)行期做反射時(shí)無(wú)法獲得到泛型信息。Signature屬性就是為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷而增設(shè)的衣赶，現(xiàn)在Java的反射API能夠獲取泛型類型诊赊，最終的數(shù)據(jù)來(lái)源也就是這個(gè)屬性。Signature屬性的結(jié)構(gòu)見下表府瞄。

其中signature_index項(xiàng)的值必須是一個(gè)對(duì)常量池的有效索引碧磅。常量池在該索引處的項(xiàng)必須是CONSTANT_Utf8_info結(jié)構(gòu)，表示類簽名遵馆、方法類型簽名或字段類型簽名鲸郊。如果當(dāng)前的Signature屬性是類文件的屬性，則這個(gè)結(jié)構(gòu)表示類簽名货邓，如果當(dāng)前的Signature屬性是方法表的屬性秆撮，則這個(gè)結(jié)構(gòu)表示方法類型簽名，如果當(dāng)前Signature屬性是字段表的屬性逻恐，則這個(gè)結(jié)構(gòu)表示字段類型簽名像吻。

BootstrapMethods屬性

BootstrapMethods屬性在JDK 1.7發(fā)布后增加到了Class文件規(guī)范之中峻黍，他是一個(gè)復(fù)雜的變長(zhǎng)屬性，位于類文件的屬性表中拨匆。這個(gè)屬性用于保存invokedynamic指令引用的引導(dǎo)方法限定符姆涩。《Java虛擬機(jī)規(guī)范（Java SE 7版）》規(guī)定惭每，如果某個(gè)類文件結(jié)構(gòu)的常量池中曾經(jīng)出現(xiàn)過CONSTANT_InvokeDynamic_info類型的常量骨饿，那么這個(gè)類文件的屬性表中必須存在一個(gè)明確地BootstrapMethods屬性，另外台腥，即使CONSTANT_InvokeDynamic_info類型的常量在常量池中出現(xiàn)過多次宏赘，類文件的屬性表中最多也只能一個(gè)BootstrapMethods屬性。BootstrapMethods屬性與JSR-292中的InvokeDynamic指令和java.lang.Invoke包關(guān)系非常密切黎侈。
目前的Javac暫時(shí)無(wú)法生成InvokeDynamic指令和BootstrapMethods屬性察署，必須通過一些非常規(guī)的手段才能使用到他們，也許在不久的將來(lái)峻汉，等JSR-292更加成熟一些贴汪，這種狀況就會(huì)改變。BootstrapMethods屬性的結(jié)構(gòu)見下表休吠。

• num_bootstrap_methods：項(xiàng)的值給出了bootstrap_methods[]數(shù)組中的引導(dǎo)方法限定符的數(shù)量扳埂。
• bootstrap_methods[]數(shù)組：的每個(gè)成員包含了一個(gè)指向常量池CONSTANT_MethodHandle結(jié)構(gòu)的索引值，他代表了一個(gè)引導(dǎo)方法瘤礁，還包含了這個(gè)引導(dǎo)方法靜態(tài)參數(shù)的序列（可能為空）阳懂。
• bootstrap_method：結(jié)構(gòu)見下表。

• bootstrap_method_ref：bootstrap_method_ref項(xiàng)的值必須是一個(gè)對(duì)常量池的有效索引柜思。常量池在該索引處的值必須是一個(gè)CONSTANT_MethodHandle_info結(jié)構(gòu)岩调。
• num_bootstrap_arguments：num_bootstrap_arguments項(xiàng)的值給出了bootstrap_arguments[]數(shù)組成員的數(shù)量。
• bootstrap_arguments[]：bootstrap_arguments[]數(shù)組的每個(gè)成員必須是一個(gè)對(duì)常量池的有效索引酝蜒。常量池在該索引處必須是下列結(jié)構(gòu)之一：CONSTANT_String_info誊辉、CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Integer_info亡脑、CONSTANT_Long_info堕澄、CONSTANT_Float_info、CONSTANT_Double_info霉咨、CONSTANT_MethodHandle_info或CONSTANT_MethodType_info蛙紫。

4.3 字節(jié)碼指令

Java虛擬機(jī)的指令由一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的、代表著某種特定操作含義的數(shù)字（稱為操作碼途戒，Opcode）以及跟隨其后的零至多個(gè)代表此操作所需參數(shù)（稱為操作數(shù)坑傅，Operands）而構(gòu)成。由于Java虛擬機(jī)采用面向操作數(shù)棧而不是寄存器的架構(gòu)喷斋，所以大多數(shù)的指令都不包含操作數(shù)唁毒，只有一個(gè)操作碼蒜茴。
操作碼總數(shù)：Java虛擬機(jī)操作碼的長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)，這意味著指令集的操作碼總數(shù)不可能超過256條
放棄操作數(shù)對(duì)齊：由于Class文件格式放棄了編譯后代碼的操作數(shù)長(zhǎng)度對(duì)齊浆西，這就意味著虛擬機(jī)處理那些超過一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的時(shí)候粉私，不得不在運(yùn)行時(shí)從字節(jié)中重建出具體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，如果要將一個(gè)16位長(zhǎng)度的無(wú)符號(hào)整數(shù)使用兩個(gè)無(wú)符號(hào)字節(jié)存儲(chǔ)起來(lái)（將它們命名為byte1和byte2）近零，那他們的值應(yīng)該是這樣的：

(byte1 << 8) | byte2

4.3.1 字節(jié)碼與數(shù)據(jù)類型

• 大多數(shù)的指令都包含了其操作所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型信息诺核，iload指令用于從局部變量表中加載int型的數(shù)據(jù)到操作數(shù)棧中，而fload指令加載的則是float類型的數(shù)據(jù)久信。
• 大部分與數(shù)據(jù)類型相關(guān)的字節(jié)碼指令窖杀，他們的操作碼助記符中都有特殊的字符來(lái)表明專門為哪種數(shù)據(jù)類型服務(wù)：i代表對(duì)int類型的數(shù)據(jù)操作，l代表long裙士，s代表short入客，b代表byte，c代表char腿椎，f代表float痊项，d代表double，a代表reference酥诽。
• 有一些指令的助記符中沒有明確地指明操作類型的字母，如arraylength指令皱埠，他沒有代表數(shù)據(jù)類型的特殊字符肮帐，但操作數(shù)永遠(yuǎn)只能是一個(gè)數(shù)組類型的對(duì)象。
• 還有一些指令如無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令goto則是與數(shù)據(jù)類型無(wú)關(guān)的边器。
• 由于Java虛擬機(jī)的操作碼最多只有256個(gè)训枢，Java虛擬機(jī)的指令被設(shè)計(jì)成非完全獨(dú)立的（Java虛擬機(jī)規(guī)范中把這種特性稱為“Not Orthogonal”，即并非每種數(shù)據(jù)類型和每一種操作都有對(duì)應(yīng)的指令）忘巧。
• 大部分的指令都沒有支持整數(shù)類型byte恒界、char和short，甚至沒有任何指令支持boolean類型砚嘴。編譯器會(huì)在編譯器或運(yùn)行期將byte和short類型的數(shù)據(jù)帶符號(hào)擴(kuò)展（Sign-Extend）為相應(yīng)的int類型數(shù)據(jù)十酣，將boolean和char類型數(shù)據(jù)零位擴(kuò)展（Zero-Extend）為相應(yīng)的int類型數(shù)據(jù)。與之類似际长，在處理boolean耸采、byte、short和char類型的數(shù)組時(shí)工育，也會(huì)轉(zhuǎn)換為使用對(duì)應(yīng)的int類型的字節(jié)碼指令來(lái)處理虾宇。因此，大多數(shù)對(duì)于boolean如绸、byte嘱朽、short和char類型數(shù)據(jù)的操作旭贬，實(shí)際上都是使用相應(yīng)的int類型作為運(yùn)算類型（Computational Type）。

4.3.2 加載和存儲(chǔ)指令

加載和存儲(chǔ)指令用于將數(shù)據(jù)在棧幀中的局部變量表和操作數(shù)棧之間來(lái)回傳輸搪泳，這類指令包括如下內(nèi)容稀轨。

• 將一個(gè)局部變量加載到操作棧：

iload、iload_<n>森书、lload靶端、lload_<n>、fload凛膏、fload_<n>杨名、dload、dload_<n>猖毫、aload台谍、aload_<n>

• 將一個(gè)數(shù)值從操作數(shù)棧存儲(chǔ)到局部變量表：

istore、istore_<n>吁断、lstore趁蕊、lstore_<n>、fstore仔役、fstore_<n>掷伙、dstore、dstore_<n>又兵、astore任柜、astore_<n>

• 將一個(gè)常量加載到操作數(shù)棧：

bipush、sipush沛厨、ldc宙地、ldc_w、ldc2_w逆皮、aconst_null宅粥、iconst_ml、iconst_<i>电谣、lconst_<l>秽梅、fconst_<f>、dconst_<d>

• 擴(kuò)充局部變量表的訪問索引的指令：

wide

• 以尖括號(hào)結(jié)尾的（例如iload_<n>）這些指令助記符實(shí)際上是代表了一組指令（例如iload_<n>剿牺，他代表了iload_0风纠、iload_1、iload_2和iload_3這幾條指令）牢贸。這幾組指令都是某個(gè)帶有一個(gè)操作數(shù)的通用指令的特殊形式竹观。對(duì)于這若干組特殊指令來(lái)說，他們省略掉了顯示的操作數(shù)，不需要進(jìn)行取操作數(shù)的動(dòng)作臭增，實(shí)際上操作數(shù)就隱含在指令中懂酱。除了這點(diǎn)之外，他們的語(yǔ)義與原生的通用指令完全一致（例如iload_0的語(yǔ)義與操作數(shù)為0時(shí)的iload指令語(yǔ)義完全一致）誊抛。

4.3.3 運(yùn)算指令

運(yùn)算或算術(shù)指令用于對(duì)兩個(gè)操作數(shù)棧上的值進(jìn)行某種特定運(yùn)算列牺，并把結(jié)果重新存入到操作棧頂。大體上算術(shù)指令可以分為兩種：對(duì)整型數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的指令與對(duì)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的指令拗窃。由于沒有直接支持byte瞎领、short、char和boolean類型的算術(shù)指令随夸，對(duì)于這類數(shù)據(jù)的運(yùn)算九默，應(yīng)使用操作int類型的指令代替。整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的算術(shù)指令在溢出和被零除的時(shí)候也有各自不同的行為表現(xiàn)宾毒，所有的算術(shù)指令如下：

• 加法指令：iadd驼修、ladd、fadd诈铛、dadd乙各。
• 減法指令：isub、lsub幢竹、fsub耳峦、dsub。
• 乘法指令：imul焕毫、lmul妇萄、fmul、dmul咬荷。
• 除法指令：idiv、ldiv轻掩、fdiv幸乒、ddiv。
• 求余指令：irem唇牧、lrem罕扎、frem、drem丐重。
• 取反指令：ineg腔召、lneg、fneg扮惦、dneg臀蛛。
• 位移指令：ishl、ishr、iushr浊仆、lshl客峭、lshr、lushr抡柿。
• 按位或指令：ior舔琅、lor。
• 按位與指令：iand洲劣、land备蚓。
• 按位異或指令：ixor、lxor囱稽。
• 局部變量自增指令：iinc郊尝。
• 比較指令：dcmpg、dcmpl粗悯、fcmpg虚循、fcmpl、lcmp样傍。

整數(shù)運(yùn)算

• 在處理整型數(shù)據(jù)時(shí)横缔，只有除法指令（idiv和ldiv）以及求余指令（irem和lrem）中當(dāng)出現(xiàn)除數(shù)為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致虛擬機(jī)拋出ArithmeticException異常，其余任何整型數(shù)運(yùn)算場(chǎng)景都不應(yīng)該拋出運(yùn)行時(shí)異常衫哥。
• 對(duì)long類型數(shù)值進(jìn)行比較時(shí)茎刚，虛擬機(jī)采用帶符號(hào)的比較方式，而

浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算

• 虛擬機(jī)在處理浮點(diǎn)數(shù)時(shí)必須嚴(yán)格遵循IEEE 754規(guī)范中所規(guī)定的行為和限制撤逢。也就是說膛锭，Java虛擬機(jī)必須完全支持IEEE 754中定義的非正規(guī)浮點(diǎn)數(shù)值（Denormalized Floating-Point Numbers）和逐級(jí)下溢（Gradual Underflow）的運(yùn)算規(guī)則。
• 所有的運(yùn)算結(jié)果都必須舍入到適當(dāng)?shù)木任萌伲蔷_的結(jié)果必須舍入為可被表示的最接近的精確值初狰，如果有兩種可表示的形式與該值一樣接近，將優(yōu)先選擇最低有效位為零的互例。
• Java虛擬機(jī)在處理浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算時(shí)奢入，不會(huì)拋出任何運(yùn)行時(shí)異常（這里所講的是Java語(yǔ)言中的異常，勿與IEEE 754規(guī)范中的浮點(diǎn)異诚边叮互相混淆腥光，IEEE 754的浮點(diǎn)異常是一種運(yùn)算信號(hào)），當(dāng)一個(gè)操作產(chǎn)生溢出時(shí)糊秆，將會(huì)使用有符號(hào)的無(wú)窮大來(lái)表示武福，如果某個(gè)操作結(jié)果沒有明確的數(shù)學(xué)定義的話，將會(huì)使用NaN值來(lái)表示痘番。所有使用NaN值作為操作數(shù)的算術(shù)操作捉片，結(jié)果都會(huì)返回NaN平痰。
• 對(duì)浮點(diǎn)數(shù)值進(jìn)行比較時(shí)（dcmpg、dcmpl界睁、fcmpg觉增、fcmpl），虛擬機(jī)會(huì)采用IEEE 754規(guī)范所定義的無(wú)信號(hào)比較（Nonsignaling Comparisons）方式翻斟。

4.3.4 類型轉(zhuǎn)換指令

類型轉(zhuǎn)換指令可以將兩種不同的數(shù)值類型進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換逾礁，JVM直接支持小范圍類型向大范圍類型的安全轉(zhuǎn)換，而處理大范圍類型到小范圍類型的窄化類型轉(zhuǎn)換則需要顯示地使用轉(zhuǎn)換指令來(lái)完成访惜，這些指令包括：i2b嘹履、i2c、i2s债热、l2i砾嫉、f2i、f2l窒篱、d2i焕刮、d2l和d2f。
窄化類型轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生不同的正負(fù)號(hào)墙杯、不同的數(shù)量級(jí)配并、數(shù)值精度丟失的情況，但永遠(yuǎn)不可能拋出運(yùn)行時(shí)異常高镐。

4.3.5 對(duì)象創(chuàng)建與訪問指令

類實(shí)例與數(shù)組都屬于對(duì)象溉旋，但是其創(chuàng)建與操作使用了不同的字節(jié)碼指令，指令如下：

• 創(chuàng)建類實(shí)例：new
• 創(chuàng)建數(shù)組：newarray, anewarray, multianewarray
• 訪問類字段(static字段)和實(shí)例字段：getfield, putfield, getstatic, putstatic
• 把一個(gè)數(shù)組元素加載到操作數(shù)棧：baload, caload, saload, iaload, laload, faload, etc.
• 把一個(gè)操作數(shù)棧的值存儲(chǔ)到數(shù)組元素中：bastore, castore, sastore, iastore, etc.
• 取數(shù)組長(zhǎng)度：arraylength
• 檢查類實(shí)例類型：instanceof, checkcast

4.3.6 操作數(shù)棧管理指令

如同操作一個(gè)普通數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆棧那樣嫉髓，Java虛擬機(jī)提供了一些用于直接操作數(shù)棧的指令观腊，包括：

• 將操作數(shù)棧的棧頂一個(gè)或兩個(gè)元素出棧：pop、pop2
• 復(fù)制棧頂一個(gè)或兩個(gè)數(shù)值并將復(fù)制值或雙份的復(fù)制值重新壓入棧頂：dup算行、dup2梧油、dup_x1、dup2_x1州邢、dup_x2儡陨、dup2_x2
• 將棧最頂端的兩個(gè)數(shù)值互換：swap

4.3.7 控制轉(zhuǎn)移指令

控制轉(zhuǎn)移指令可以讓Java虛擬機(jī)有條件或無(wú)條件的從指定的位置指令而不是控制轉(zhuǎn)移指令的下一條指令繼續(xù)執(zhí)行程序，從概念模型上理解偷霉，可以認(rèn)為控制轉(zhuǎn)移指令就是在有條件或無(wú)條件的修改PC寄存器的值『稚福控制轉(zhuǎn)移指令如下类少。

• 條件分支：ifeq、iflt渔扎、ifle硫狞、ifne、ifgt、ifge残吩、ifnull财忽、ifnonnull、if_icmpeq泣侮、if_icmpne即彪、if_icmplt、if_icmpgt活尊、if_icmple隶校、if_icmpge、if_acmpeq和if_acmpne蛹锰。
• 復(fù)合條件分支：tableswitch深胳、lookupswitch。
• 無(wú)條件分支：goto铜犬、goto_w舞终、jsr、jsr_w癣猾、ret敛劝。

int、reference煎谍、null指令集：在Java虛擬機(jī)中有專門的指令集用來(lái)處理int和reference類型的條件分支比較操作攘蔽；為了可以無(wú)需明顯標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體值是否null，也有專門的指令用來(lái)檢測(cè)null值呐粘。
轉(zhuǎn)化成int類型：與算術(shù)運(yùn)算時(shí)的規(guī)則一致满俗，對(duì)于boolean類型、byte類型作岖、char類型和short類型的條件分支比較操作唆垃，則會(huì)先執(zhí)行相應(yīng)類型的比較運(yùn)算指令（dcmpg、dcmpl痘儡、fcmpg辕万、fcmpl、lcmp）沉删，運(yùn)算指令會(huì)返回一個(gè)整形值到操作數(shù)棧中渐尿，隨后再執(zhí)行int類型的條件分支比較操作來(lái)完成整個(gè)分支跳轉(zhuǎn)。由于各種類型的比較最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為int類型的比較操作矾瑰，int類型比較是否方便完善就顯得尤為重要砖茸，所以Java虛擬機(jī)提供的int類型的條件分支指令是最為豐富和強(qiáng)大的。

4.3.8 方法調(diào)用和返回指令

方法調(diào)用指令與數(shù)據(jù)類型無(wú)關(guān)殴穴，而方法返回指令是根據(jù)返回值的類型區(qū)分的凉夯，包括ireturn（當(dāng)返回值是boolean货葬、byte、char劲够、short和int類型時(shí)使用）震桶、lreturn、freturn征绎、dreturn和areturn蹲姐；另外還有一條return指令供聲明為void的方法、實(shí)例初始化方法以及類和接口的類初始化方法使用炒瘸。以下列舉了5條用于方法調(diào)用的指令：

1. invokevirtual——指令用于調(diào)用對(duì)象的實(shí)例方法淤堵，根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型進(jìn)行分派（虛方法分派），這也是Java語(yǔ)言中最常見的方法分派方式顷扩。
2. invokeinterface——指令用于調(diào)用接口方法拐邪，他會(huì)在運(yùn)行時(shí)搜索一個(gè)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口方法的對(duì)象，找出適合的方法進(jìn)行調(diào)用隘截。
3. invokespecial——指令用于調(diào)用一些需要特殊處理的實(shí)例方法扎阶，包括實(shí)例初始化方法、私有方法和父類方法婶芭。
4. invokestatic——指令用于調(diào)用類方法（static方法）东臀。
5. invokedynamic——指令用于運(yùn)算時(shí)動(dòng)態(tài)解析出調(diào)用點(diǎn)限定符所引用的方法，并執(zhí)行該方法犀农，前面4條調(diào)用指令的分派邏輯都固化在Java虛擬機(jī)內(nèi)部惰赋，而invokedynamic指令的分派邏輯是由用戶所設(shè)定的引導(dǎo)方法決定的。

4.3.9 異常處理指令

• 在Java程序中顯示拋出異常的操作（throw 語(yǔ)句）都由athrow指令來(lái)實(shí)現(xiàn)
• 除了用throw語(yǔ)句顯式拋出異常情況之外呵哨，Java虛擬機(jī)規(guī)范還規(guī)定了許多運(yùn)行時(shí)異常會(huì)在其他Java虛擬機(jī)指令檢測(cè)到異常狀況時(shí)自動(dòng)拋出赁濒。
• 在Java虛擬機(jī)中，處理異常（catch語(yǔ)句）不是由字節(jié)碼指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的（很久之前曾經(jīng)使用jsr和ret指令來(lái)實(shí)現(xiàn)孟害，現(xiàn)在已經(jīng)不用了）拒炎，而是采用異常表來(lái)完成的。

4.3.10 同步指令

Java虛擬機(jī)可以支持方法級(jí)的同步和方法內(nèi)部一段指令序列的同步挨务，這兩種同步結(jié)構(gòu)是使用管程（Monitor）來(lái)支持的击你。

方法級(jí)的同步

• 方法級(jí)的同步是隱式的，即無(wú)需通過字節(jié)碼指令來(lái)控制谎柄，他實(shí)現(xiàn)在方法調(diào)用和返回操作之中丁侄。
• 虛擬機(jī)可以從方法常量池的方法表結(jié)構(gòu)中的ACC_SYNCHRONIZED訪問標(biāo)志得知一個(gè)方法是否聲明為同步方法。
• 當(dāng)方法調(diào)用時(shí)朝巫，調(diào)用指令將會(huì)檢查方法的ACC_SYNCHRONIZED訪問標(biāo)志是否被設(shè)置鸿摇，如果設(shè)置了，執(zhí)行線程就要求先成功持有管程捍歪，然后才能執(zhí)行方法户辱，最后當(dāng)方法完成（無(wú)論是正常完成還是非正常完成）時(shí)釋放管程。
• 在方法執(zhí)行期間糙臼，執(zhí)行線程持有了管程庐镐，其他任何線程都無(wú)法再獲取到同一個(gè)管程。如果一個(gè)同步方法執(zhí)行期間拋出了異常变逃，并且在方法內(nèi)部無(wú)法處理此異常必逆，那么這個(gè)同步方法所持有的管程將在異常拋到同步方法之外時(shí)自動(dòng)釋放。

同步一段指令集

• 同步一段指令集通常是由Java語(yǔ)言中的synchronized語(yǔ)句塊來(lái)表示的揽乱。
• Java虛擬機(jī)的指令集中有monitorenter和monitorexit兩條指令來(lái)支持synchronized關(guān)鍵字的語(yǔ)義名眉，正確實(shí)現(xiàn)synchronized關(guān)鍵字需要Javac編譯器與Java虛擬機(jī)兩者共同協(xié)作支持。
• 編譯器必須確保無(wú)論方法通過何種方式完成凰棉，方法中調(diào)用過的每條monitorenter指令都必須執(zhí)行其對(duì)應(yīng)的monitorexit指令损拢，而無(wú)論這個(gè)方法是正常結(jié)束還是異常結(jié)束。
• 為了保證在方法異常完成時(shí)monitorenter和monoitorexit指令依然剋有正確配對(duì)執(zhí)行撒犀，編譯器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)異常處理器福压，這個(gè)異常處理器聲明可處理所有的異常，他的目的就是用來(lái)執(zhí)行monitorexit指令或舞。

信號(hào)量與管程

管程：管程可以看做一個(gè)軟件模塊荆姆，它是將共享的變量和對(duì)于這些共享變量的操作封裝起來(lái)，形成一個(gè)具有一定接口的功能模塊映凳，進(jìn)程可以調(diào)用管程來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程級(jí)別的并發(fā)控制胆筒。進(jìn)程只能互斥得使用管程，即當(dāng)一個(gè)進(jìn)程使用管程時(shí)诈豌，另一個(gè)進(jìn)程必須等待仆救。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程使用完管程后，它必須釋放管程并喚醒等待管程的某一個(gè)進(jìn)程队询。在管程入口處的等待隊(duì)列稱為入口等待隊(duì)列派桩，由于進(jìn)程會(huì)執(zhí)行喚醒操作，因此可能有多個(gè)等待使用管程的隊(duì)列蚌斩，這樣的隊(duì)列稱為緊急隊(duì)列铆惑，它的優(yōu)先級(jí)高于等待隊(duì)列。

信號(hào)量：信號(hào)量是一種抽象數(shù)據(jù)類型送膳，由一個(gè)整形 (sem)變量和兩個(gè)原子操作組成：

• P()：sem減1员魏，如果sem<0等待，否則繼續(xù)叠聋；
• V()：sem加1撕阎，如果sem<=0，說明當(dāng)前有等著的進(jìn)程碌补，喚醒掛在信號(hào)量上的等待進(jìn)程虏束，可以是一個(gè)或多個(gè) 棉饶。

4.4 公有設(shè)計(jì)和私有實(shí)現(xiàn)

Java虛擬機(jī)規(guī)范描繪了Java虛擬機(jī)應(yīng)有的共同程序存儲(chǔ)格式：Class文件格式以及字節(jié)碼指令集。這些內(nèi)容與硬件镇匀、操作系統(tǒng)及具體的Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)之間是完全獨(dú)立的照藻。

Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)必須能夠讀取Class文件并精確實(shí)現(xiàn)包含在其中的Java虛擬機(jī)代碼的語(yǔ)義，一個(gè)優(yōu)秀的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)汗侵，在滿足虛擬機(jī)規(guī)范的約束下對(duì)具體實(shí)現(xiàn)做出修改和優(yōu)化也是完全可行的幸缕，并且虛擬機(jī)規(guī)范中明確鼓勵(lì)實(shí)現(xiàn)者這樣做。只要優(yōu)化后Class文件依然可以被正確讀取晰韵，并且包含在其中的語(yǔ)義能得到完整的保持发乔，那實(shí)現(xiàn)者就可以選擇任何方式去實(shí)現(xiàn)這些語(yǔ)義。

虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)者可以使用這種伸縮性來(lái)讓Java虛擬機(jī)獲得更高的性能雪猪、更低的內(nèi)存消耗或者更好的可移植性栏尚，選擇哪種特性取決于Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和關(guān)注點(diǎn)是什么。虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的方式主要有以下兩種：

• 將輸入的Java虛擬機(jī)代碼在加載或執(zhí)行時(shí)翻譯成另外一種虛擬機(jī)的指令集只恨。
• 將輸入的Java虛擬機(jī)代碼在加載或執(zhí)行時(shí)翻譯成宿主CPU的本地指令集（即JIT代碼生成技術(shù)）抵栈。