实践中的Java字节码
对 Java 字节码有了一定了解之后，我们可以来看看一些常用的和熟悉的 Java 语言的内容是如何与字节码映射的，也可以获得一些 Java 实现的细节内容。
Java 5：自动封装(autoboxing)
Java 5 版本的一个新特性是自动封装 (autoboxing) ，基础数据类型因语义环境的需要能转换成为对象类型，例如：
public class Autoboxing
{
public static void main(String[] args)
{
int x = 5;
java.util.ArrayList al = new java.util.ArrayList();
al.add(x);
}
}
在 Java 5 之前，这样的写法是错误的，因为 x 并不是对象。在 Java 5 下，编译后的字节码如下：
0: iconst_5
1: istore_1
2: new #2; //class java/util/ArrayList
5: dup
6: invokespecial #3; //Method java/util/ArrayList."<init>":()V
9: astore_2
10: aload_2
11: iload_1
12: invokestatic #4; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
15: invokevirtual #5; //Method java/util/ArrayList.add:(Ljava/lang/Object;)Z
18: pop
19: return
编号为 0 的行将整数常量 5 推送至堆栈，编号为 1 的行将堆栈顶端的 5 存储至第一个本地分片中。接下来，有四个操作符指令， new/dup/invokespecial/astore ，是通常用来新创建对象并存储在本地变量中的做法。接下来，在编号为 10 的行，将 ArrayList 的引用推送至队战，然后再将 x 本地的值推送至堆栈。编号为 12 的行我们看到 Java 调用了静态的 Integer.valueOf 方法，它需要一个单独的堆栈分片，并消费整数值 5 ，然后将包含着 5 的 Integer 对象推送到位。然后，这个对象就成为了 add 方法的参数，调用 add 方法就消费了 Integer 和 ArrayList 的引用，并将 add 方法的返回值推送回堆栈。
内部类(Inner Class)
在 JDK 1.1 发布时， Sun 引入了内部类，支持创建与外部类有着特殊的私有可见关系的嵌套类。 JVM 并未引入像 C++ 那样的 friend 功能，这就有点让 Java 使用者有个疑惑：在 JVM 本身强迫私有访问性时，而且把内部类看作跟其他类一样， Java 如何对类的访问进行授权？
在下面这个例子中，内部类显然可以访问外部类的 data 私有属性：
class Outer
{
private int data = 12;
public Inner getInner()
{
return new Inner();
}
public class Inner
{
public int getData()
{
return data;
}
}
}
public class NestedFun
{
public static void main(String[] args)
{
Outer o = new Outer();
Outer.Inner i = o.getInner();
System.out.println(i.getData());
// prints 12; how?
}
}
对于这段代码，编译器如何进行工作呢？我们从 NestedFun.main(String[]) 开始看字节码：
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
Stack=2, Locals=3, Args_size=1
0: new #2; //class Outer
3: dup
4: invokespecial #3; //Method Outer."<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokevirtual #4; //Method Outer.getInner:()LOuter$Inner;
12: astore_2
13: getstatic #5; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
16: aload_2
17: invokevirtual #6; //Method Outer$Inner.getData:()I
20: invokevirtual #7; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V
23: return
这段字节码还是比较直接的： Java 使用了常用的 new/dup/invokespecial/astore 组合来创建 Outer 的实例，对 Outer.getInner() 和 getData() 的调用，其中对 getData() 调用的返回值直接传入了 println() 方法 ( 注意，编译器选择先获取 System.out ，然后再是 getData() ，所以才能保证执行堆栈的位置顺序正确 ) 。这一段基本没啥，我们再来看 Outer.Inner.getDate() 方法：
public class Outer$Inner extends java.lang.Object
SourceFile: "NestedFun.java"
InnerClass:
public #21= #4 of #18; //Inner=class Outer$Inner of class Outer
minor version: 0
major version: 50
Constant pool: (snipped)
{
final Outer this$0;
public Outer$Inner(Outer);
Code:
Stack=2, Locals=2, Args_size=2
0: aload_0
1: aload_1
2: putfield #1; //Field this$0:LOuter;
5: aload_0
6: invokespecial #2; //Method java/lang/Object."<init>":()V
9: return
public int getData();
Code:
Stack=1, Locals=1, Args_size=1
0: aload_0
1: getfield #1; //Field this$0:LOuter;
4: invokestatic #3; //Method Outer.access$000:(LOuter;)I
7: ireturn
}
这是去掉了一些输出后的结果，以便阅读。首先，我们看到了在 Java 规范中的“ outer this ”引用被显式加入内部类中作为一个属性，名为“ this$0 ”，并标记为 final 。其次，编译器也生成了内部类的构造函数，用一个外部类的引用为“ outer this ”赋值，所以我们可以假定在外部类的 getInner() 方法中的 new Inner() 会用到本构造函数。第三，在内部类的 getData() 方法上，访问了一个外部类的静态方法叫“ access$000 ”，来获取数据。
紧接着，我们可以看看外部类。
class Outer extends java.lang.Object{
private int data;
Outer();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #2; //Method java/lang/Object."<init>":()V
4: aload_0
5: bipush 12
7: putfield #1; //Field data:I
10: return
public Outer$Inner getInner();
Code:
0: new #3; //class Outer$Inner
3: dup
4: aload_0
5: invokespecial #4; //Method Outer$Inner."<init>":(LOuter;)V
8: areturn
static int access$000(Outer);
Code:
0: aload_0
1: getfield #1; //Field data:I
4: ireturn
}
我们可以看见编译器生成了一个静态方法专为访问 data 开了个口子，不过“ access$000 ”是包内私有的，也就是说在同包内的类才能访问该方法。
Java字节码工具
Java 字节码功能工具很多，包括：
- Javassist
- Jasmin
- ……
也许，最重要的拆解字节码的工具还是javap。
The Java Virtual Machine Specification(2nd Edition) JVM规范(第二版)
