Java位元組碼結構剖析三：方法表
這裡給大家介紹一款位元組碼分析小工具—— ofollow,noindex" target="_blank">jclasslib bytecode viewer 。它可以將位元組碼檔案結構化的展現給我們看。
緊接著上篇『欄位表』的分析。後面的分析輪到了『方法表』。
方法表結構
- u2 method_count： 方法計數器，methods_count 的值表示當前 class 檔案 methods[]陣列的成員個數。
- method_info methods[methods_count]： 方法表，methods[]陣列中的每個成員都必須是一個 method_info 結構的資料項，用於表示當前類或介面中某個方法的完整描述。
- method_info 結構：
method_info {
u2 access_flag1
u2 name_index1
u2 descriptor_index1
u2 attribute_count1
attribute_info attributes[attribute_count]
}
方法表的具體解析
知道方法表的組成結構，我們就可以直接對照著位元組碼檔案去解析了。依然是前文用的java程式碼示例產生的位元組碼檔案。緊接在『欄位表』後面的16進位制是0×0004=4。即該類有4個成員方法！看原始碼：
public class MyTest2 {
String str = "Welcome";
private int x = 5;
public static Integer in = 10;
public static void main(String[] args) {
MyTest2 myTest2 = new MyTest2();
myTest2.setX(8);
in = 20;
}
public void setX(int x) {
this.x = x;
}
}
原始碼中，我們只定義了2個成員方法！但是位元組碼卻說有4個方法。我們用jclasslib小工具開啟看一下。展示如下：
這樣就一目瞭然了，其實位元組碼裡除了我們自己顯示定義的2個方法 main 和 setX 。Java編譯器生成位元組碼的時候預設又幫我們生成了2個方法 <init> 和 <clinit> 。
<init>方法就是預設的構造方法。我們知道，一個類必須要有至少一個構造方法，用來完成類的例項化過程。當我們沒有顯示去給一個類定義一個構造方法時，Java編譯器在為生成位元組碼檔案時，會預設給它生成一個預設的構造方法。
<clinit>方法是類的構造器。是類初始化階段要執行的方法，它的職責就是為類的靜態變數賦初始值（由程式員定義的那個初始值，在我們的原始碼中就是靜態變數in的初始值10），或者如果類中有靜態程式碼塊，那就並按順序執行靜態程式碼塊的程式碼。
所以，當一個類有靜態變數或者靜態程式碼塊的時候，Java編譯器會為這個類的位元組碼裡生成一個<clinit>方法，在類初始化階段去執行！
這就是為什麼程式碼中我們只定義了2個方法，但生成的位元組碼裡卻有4個方法的原因了。
分析第一個方法。先看看方法表的部分16進位制的資訊，如下：從0×004開始。
首先是方法的access_flag（訪問標誌位），即0×0001。說明此方法是public。接著是方法的name_index（指向常量池的索引，代表方法的全限定名稱），0×0011=17。我藉助jclasslib小工具可以查到方法名稱是<init>，就是Java編譯器預設生成的構造方法。然後，是該方法的描述符資訊descriptor_index，0×0012=18，同樣可以查到()V。這個描述符說明我們的方法是無參的『()』。且無返回值『V』。完美符合我們構造方法的定義。
屬性表分析
我們再看看它的屬性個數，attributes_count的項的值表示這個方法的附加屬性的數量。0×0001=1，說明這個方法只有一個附加屬性。那後面就是對屬性表的分析了。我們先看一下屬性表的結構：
attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attibute_length;
u1 info[attibute_length]
}
所以，0×0013=19。表示的就是這個屬性的名字在常量池中的索引。查閱得，該屬性的名字是『Code』。Code屬性很重要，因為Java程式方法中的程式碼經過javac編譯之後形成位元組碼存在了Code屬性內。在這裡，我們通過jclasslib先檢視一下Code屬性裡有什麼。
紅框裡的助記符就是 <init> 方法裡要執行的程式碼邏輯！
Code屬性
- code屬性的作用是儲存該方法的結構，如所對應的位元組碼。
Code_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 max_stack;
u2 max_locals;
u4 code_length;
u1 code[code_length];
u2 exception_table_length;
{u2 start_pc;
u2 end_pc;
u2 handler_pc;
u2 catch_type;
} exception_table[exception_table_length];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
- Java程式方法體中的程式碼經過Java編譯處理後，最終變成位元組碼指令儲存在Code屬性中。Code屬性出現在方法表的屬性集合中，但是並非所有方法都有這個屬性。例如介面或者類中的抽象方法就不存在Code屬性。
Code屬性其實是一個結構比較複雜的屬性表。這裡就不做過多描述，打算後面抽個時間用一篇部落格來說說它。其實方法表的<init>方法到此，分析得差不多了。接下來，大家可以再對照一遍，自己去把每個方法都分析一遍，加深印象。