redis 在 Linux下的安装

Posted 2021-02-02 鞋破露脚尖儿

class文件解析

• 在我们编译后的class文件内部都是存的16进制的数据

• 里面到底储存了什么数据，又有什作用呢，下面我们一起来学习学习

Class文件结构示意图

下面的图是一字排开形式，都是平级关系，由于图片排开太长，所以我画成了下面这样【容易误会，特此说明】

Class常量池如何储存数据

看上面的组织结构图，第一层的常量池数据区，那是我们这一小节的攻克目标

常量池里面又是什么结构组织呢？

• 首先我们看到常量池数据区的左边是常量池计数器

  • 常量池计数器：记录的是常量池数据区中的常量池项cp_info的数量

    • 从1开始计数，第一个有用常量池项为1，所以常量池项的索引也是从1开始

    • 至于索引为0的数据空间，class文件规范是如此定义的

常量池项 (cp_info) 的结构

cp_info{
    tag:xx
    info[]:xx
}

• tag：类型，用标记下面info数组的数据类型

  • 

• info[]：若干个字节构成数组

细化了的常量池的结构会是类似下图所示的样子：

int和float数据类型在常量池中的储存？

比如我们用这个代码做测试：

• 我们声明了五个变量，但是取值就两种int类型的10 和Float类型的11f

public class IntAndFloat{
    private final int a = 10;
    private final int b = 10;
    private float c = 11f;
    private float d = 11f;
    private float e = 11f;
}

javac编译为字节码.class文件，然后我们使用：javap -v IntAndFloat.class观察其常量池中的信息

• 编译器会将10和11f分别包装成consant_integer_info和consant_float_info结构体

  • 然后放置搭到常量池中去

• 可以看到虽然我们在代码中写了两次10 和三次11f，但是常量池中，就只有一个常量10 和一个常量11f

  • 第四个常量池项为 ：11.0f

  • 第十三个常量池项：10

  • 其他的常量池项的意义我们后面会说道

• 代码中所有用到 int 类型 10 的地方，会使用指向常量池的指针值#13 定位到第#13 个常量池项(cp_info)，即值为 10的结构体CONSTANT_Integer_info

• 而用到float类型的11f时，也会指向常量池的指针值#4来定位到第#4个常量池项(cp_info) 即值为11f的结构体CONSTANT_Float_info

long和double数据类型在常量池中的储存？

我们都知道long和double都是占用8个字节的数据类型，那么他妈的储存和上面四个字节有何区别呢？

如int和float的演示代码一致，我们也会发现，无论在代码中声明了几个变量，只要取值相同，那么该值只会在常量池中存有一份

String 类型的字符串在常量池中如何储存？

• 对于字符串而言，JVM会将字符串类型的字面量以UTF-8 编码格式存储到在class字节码文件中

• 编译时会将这些字符串转换成CONSTANT_String_info结构体，然后放置于常量池中

用代码演示一下：

public class StringTest {
    private String s1 = "JVM原理";
    private String s2 = "JVM原理";
    private String s3 = "JVM原理";
    private String s4 = "JVM原理";
}

操作手法一致，先变异后查看常量词信息：javap -v StringTest.class

• 好像和上面有一点不同了，我们首先先把储存细节说一下，然后就明白哪里不同了

CONSTANT_String_info {
    u1 tag=8；
    u2 string_index;   //常量池索引
}

• 这就是String在常量池中的储存的前一部分，可以发现不同的是

  • 本来为数据的 u4 bytes 变成了 u2的 string_index

• String类型的储存和其他类型的储存还是有很大的区别，他们是直接储存，而String不是

  • string_index储存的并不是直接的字节数组，而储存的是真实数据的一个索引值

  • 被指定的索引值得对应的数据才是真实的数据所在

  • 拿上图说话，#2 后面没有任何数据，指向的是#21

  • #21后面的数据才是我们的数据所在，而#21的结构体如下所示

  • CONSTANT_String_info {
        u1 tag=1;         //为 utf8类型，而不是8
        u2 length;        //该字节数组的长度
        u1 bytes[length]; //使用utf8编码后的字节数组数据
    }

字符串储存的细节为：【联合上图的代码测试】

类文件中定义的类和类中使用到的类在常量池中的存储？

说了上面的String类型的储存，下面我们在说引用类型的储存就简单多了 JVM会将某个Java 类中所有使用到了的类的完全限定名 以二进制形式的完全限定名 封装成 CONSTANT_Class_info结构体中，然后将其放置到常量池里，其结构如下所示：

CONSTANT_String_info {
    u1 tag=7;        
    u2 name_index
}

• name_index的值是某个constant_utf8_info结构体在常量池中的索引

• 对应的constant_utf8_info结构体储存了对应的二进制形式的完全限定名称的字符串

• name_index是占有两个字节，也就是说它最大能表示65535（2的16次方 - 1）

  • 所以常量池中最大容量65535个常量项，在定义Java类时应该注意类的大小，不能太大

我们还是简单定义一个测试，来说明一下

import java.util.Date;
public class ClassTest {
    private Date date =new Date();
}

老规矩，先编译后查看常量池信息：javap -v ClassTest.class

 

 

• 我们一个发现了三个CONSTANT_Class_info类型的结构体

• #2 的name_index指向 #16

  • #16：承载的是Data类的二进制形式的完全限定名

• #5 的name_index指向 #18

  • #18：承载的是ClassTest类的二进制形式的完全限定名

• #6 的name_index指向 #19

  • #19：承载的是Object类的二进制形式的完全限定名，每个类都默认继承Object，不会忘了吧？

如果在类中使用到了其他的类，只有真正使用到了相应的类，JDK编译器才会将类的信息组成CONSTANT_Class_info常量池项放置到常量池中

import java.util.Date;
public class ClassTest {
    private Date date; //只创建了引用，没有实列化的不会加载到常量池中
}

总结一波

1. 对于某个类或接口而言，其自身、父类和继承或实现的接口的信息会被直接组装成CONSTANT_Class_info常量池项放置到常量池中

2. 类中或接口中使用到了其他的类，只有在类中实际使用到了该类时，该类的信息才会在常量池中有对应的CONSTANT_Class_info常量池项

3. 类中或接口中仅仅定义某种类型的变量，JDK只会将变量的类型描述信息以UTF-8字符串组成CONSTANT_Utf8_info常量池项放置到常量池中，上面在类中的private Date date;JDK编译器只会将表示date的数据类型的“Ljava/util/Date”字符串放置到常量池中，但不会有实列的二进制形式的完全限定名加载到常量池中

哪些字面量会进入常量池

1. 【final修饰】的8种基本类型的值会进入常量池

2. 【非final类型】（包括static的）的8种基本类型的值，只有【double、float、long】的值会进入常量池

3. 常量池中包含的字符串类型字面量（【双引号引起来的字符串值】）

Class中的符号引用和直接引用

符号引用

• 符号引用以一组符号来定位所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量

• 比如上面我们说到的String,Class类型等

• 符号引用与虚拟机的内存布局无关，引用的目标并不一定加载到内存中

  • 在编译时，java类并不知道所引用的类的实际地址，因此只能使用符号引用来代替

  • 比如我们的Test.class,引用了Data类，但是在编译的时候并不知道Data的实际内存地址

  • 因此只能使用符号引用的方式定位到Data类的地址所在

直接引用

• 直接指向目标的指针（比如，指向“类型”【Class对象】、类变量、类方法的直接引用可能是指向方法区的指针）

• 相对偏移量（比如，指向实例变量、实例方法的直接引用都是偏移量）

• 一个能间接定位到目标的句柄

• 直接引用是和虚拟机的布局相关的 ，如果有了直接引用，那引用的目标必定已经被加载入内存中了，直接定位内存地址

引用替换的时机

符号引用替换为直接引用的操作发生在类加载过程(加载 -> 连接(验证、准备、解析) -> 初始化)中的解析阶段

将符号引用转换(替换)为对应的直接引用，放入运行时常量池中

Class中的特殊字符串

特殊字符串包括三种：

• 类的全限定名

• 字段和方法的描述符

• 特殊方法的方法名

类的全限定名

• 源文件中一个类的名字， 在class文件中是用全限定名表述的

• Object类，在源文件中的全限定名是 java.lang.Object 。而class文件中的全限定名是将点号替换成“/” , 也就是 java/lang/Object

字段和方法的描述符

对于字段的数据类型，其描述符主要有以下几种：

• 基本数据类型：（byte、char、double、float、int、long、short、boolean）：

  • 除 long 和boolean，其他基本数据类型的描述符用对应单词的大写首字母表示。

  • long 用 J 表示，boolean 用 Z 表示

• void：描述符是 V

• 对象类型： 描述符用字符 L 加上对象的全限定名表示，如 String 类型的描述符为Ljava/lang/String

• 数组类型：每增加一个维度则在对应的字段描述符前增加一个 [ ，如一维数组 int[] 的描述符为 [I ，二维数组 String 的描述符为 [[Ljava/lang/String

对于字段的描述符：

• int i 中， 字段i的描述符就是 I
  Object o中， 字段o的描述符就是 Ljava/lang/Object;
  double[][] d中， 字段d的描述符就是 [[D

对于方法的描述符：

• 方法的描述符比较复杂， 包括所有参数的类型列表和方法返回值。 它的格式是这样的

  • (参数1类型 参数2类型 参数3类型 ...)返回值类型

• 不管是参数的类型还是返回值类型， 都是使用对应字符和对应字符串来表示的， 并且参数列表使用小括号括起来， 并且各个参数类型之间没有空格， 参数列表和返回值类型之间也没有空格

• 为了方便理解，下面我们来看看

方法描述符	方法声明
()I	int getSize()
()Ljava/lang/String;	String toString()
([Ljava/lang/String;)V	void main(String[] args)
()V	void wait()
(JI)V	void wait(long timeout, int nanos)
(ZILjava/lang/String;II)Z	boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toOffset, String other, int ooffset, int len)
([BII)I	int read(byte[] b, int off, int len )
()[[Ljava/lang/Object;	Object getObjectArray()

特殊方法的方法名

• 首先要明确一下， 这里的特殊方法是指的类的构造方法和类型初始化方法

• 构造方法就不用多说了， 至于类型的初始化方法， 对应到源码中就是静态初始化块

• 静态初始化块， 在class文件中是以一个方法表述的， 这个方法同样有方法描述符和方法名，具体如下

  • 类的构造方法的方法名使用字符串 表示

  • 静态初始化方法的方法名使用字符串 表示

  • 除了这两种特殊的方法外， 其他普通方法的方法名， 和源文件中的方法名相同

Javap命令

在上面的学习中，我们频繁的使用到了javap命令来查看class文件的常量池

现在我们来对他进行一个比较全面的掌握

• javap是jdk自带的反解析工具

• 它的作用就是根据class字节码文件，

  • 反解析出当前类对应的code区（汇编指令）、

  • 本地变量表、

  • 异常表、

  • 代码行偏移量映射表、

  • 常量池等等信息

语法格式：javap <options> <classes>

帮助命令查看所有options：javap -help

-version 版本信息，其实是当前javap所在jdk的版本信息，不是class在哪个jdk下生成的。
-v -verbose 输出附加信息（包括行号、本地变量表，反汇编等详细信息）
-l 输出行号和本地变量表
-public 仅显示公共类和成员
-protected 显示受保护的/公共类和成员
-package 显示程序包/受保护的/公共类 和成员 (默认)
-p -private 显示所有类和成员
-c 对代码进行反编译生成汇编代码
-s 输出内部类型签名
-sysinfo 显示正在处理的类的系统信息 (路径， 大小， 日期， MD5 散列)
-constants 显示静态最终常量
-classpath <path> 指定查找用户类文件的位置
-bootclasspath <path> 覆盖引导类文件的位置

我们一般常用的就是：-v -l -c