前言
字节码 是 Java 能跨平台的根本原因，而且通过了解字节码也可以彻底揭开 JVM 运行程序的秘密，整体会用问答的形式来讲解
能否简单介绍一下 Java 的特性
Java 是一门面向对象，静态类型的语言，具有跨平台的特点，与 C,C++ 这些需要手动管理内存，编译型的语言不同，它是解释型的，具有跨平台和自动垃圾回收的特点，那么它的跨平台到底是怎么实现的呢？都知道计算机只能识别二进制代码表示的机器语言，所以不管用的什么高级语言，最终都得翻译成机器语言才能被 CPU 识别并执行，对于 C++这些编译型语言来说是直接一步到位转为相应平台的可执行文件（即机器语言指令），而对 Java 来说，则首先由编译器将源文件编译成字节码，再在运行时由虚拟机（JVM）解释成机器指令来执行，可以看下下图
也就是说%20Java%20的跨平台其实是通过先生成字节码，再由针对各个平台实现的%20JVM%20来解释执行实现的，JVM%20屏蔽了%20OS%20的差异，Java%20工程都是以%20Jar%20包分发（一堆%20class%20文件的集合体）部署的，这就意味着%20jar%20包可以在各个平台上运行（由相应平台的%20JVM%20解释执行即可），这就是%20Java%20能实现跨平台的原因所在这也是为什么%20JVM%20能运行%20Scala、Groovy、Kotlin%20这些语言的原因，并不是%20JVM%20直接来执行这些语言，而是这些语言最终都会生成符合%20JVM%20规范的字节码再由%20JVM%20执行，是否注意到，使用字节码也利用了计算机科学中的分层理念，通过加入字节码这样的中间层，有效屏蔽了与上层的交互差异。
在此之前先来看下%20JVM%20的整体内存结构，对其有一个宏观的认识，然后再来看%20JVM%20是如何执行字节码的
- 返回值
- 局部变量表（Local%20Variables）：存储方法用到的本地变量
- 动态链接：在字节码中，所有的变量和方法都是以符号引用的形式保存在%20class%20文件的常量池中的，比如一个方法调用另外的方法，是通过常量池中指向方法的符号引用来表示的，动态链接的作用就是为了将这些符号引用转换为调用方法的直接引用，这么说可能有人还是不理解，所以先执行一下%20
javap%20-verbose%20Demo.class命令来查看一下字节码中的常量池是咋样的
Father%20f%20=%20new%20Son()这样的变量，但执行%20f.method()%20的时候会绑定到%20son%20的%20method（如果有的话），这就是用到了动态链接的技术，在运行时才能定位到具体该调用哪个方法，动态链接也称为后期绑定，与之相对的是静态链接（也称为前期绑定），即在编译期和运行期对象的方法都保持不变，静态链接发生在编译期，也就是说在程序执行前方法就已经被绑定，java%20当中的方法只有**final**、**static**、**private**和构造方法是前期绑定的。而动态链接发生在运行时，几乎所有的方法都是运行时绑定的举个例子来看看两者的区别，一目了解
- 操作数栈（Operand%20Stack）：程序主要由指令和操作数组成，指令用来说明这条操作做什么，比如是做加法还是乘法，操作数就是指令要执行的数据，那么指令怎么获取数据呢，指令集的架构模型分为基于栈的指令集架构和基于寄存器的指令集架构两种，JVM%20中的指令集属于前者，也就是说任何操作都是用栈来管理，基于栈指令可以更好地实现跨平台，栈都是是在内存中分配的，而寄存器往往和硬件挂钩，不同的硬件架构是不一样的，不利于跨平台，当然基于栈的指令集架构缺点也很明显，基于栈的实现需要更多指令才能完成（因为栈只是一个FILO结构，需要频繁压栈出栈），而寄存器是在CPU的高速缓存区，相较而言，基于栈的速度要慢不少，这也是为了跨平台而做出的一点性能牺牲，毕竟鱼和熊掌不可兼得。
javac%20Demo.java%20后可以看到其字节码如下| 字节码 | 助记符 | 表示含义 |
|---|---|---|
| 0x04 | iconst_1 | 将int型1推送至栈顶 |
| 0xb7 | invokespecial | 调用超类构建方法,%20实例初始化方法,%20私有方法 |
| 0x1a | iload_0 | 将第一个int型本地变量推送至栈顶 |
| 0x10 | bipush | 将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶 |
至此不难明白%20javap%20%20的作用了，它主要就是找到字节码对应的的助记符然后再展示，简单看下上述的默认构造方法是如何根据字节码映射成助记符并最终呈现在开发者面前的：private%20int%20a%20=%201;但这个变量赋值的操作却是在构造方法中执行的（下文会分析到），这就是理解字节码的意义：它可以反映%20JVM%20执行程序的真正逻辑，而源码只是表象，要深入分析还得看字节码!接下来看看构造方法对应的指令是如何执行的，首先来看一下在%20JVM%20中指令是怎么执行的。
- 首先%20JVM%20会为每个方法分配对应的局部变量表，可以认为它是一个数组，每个槽位（称为%20slot）为方法中分配的变量，如果是实例方法，这些局部变量可以是%20this，方法参数，方法里分配的局部变量，这些局部变量的类型即熟知的%20int，long%20等八大基本，还有引用，返回地址，每个%20slot%20为%204%20个字节，所以像%20Long，Double%20这种%208%20个字节的要占用%202%20个%20slot，%20如果这个方法为实例方法，则第一个%20slot%20为%20this%20指针，如果是静态方法则没有%20this%20指针
- 分配好局部变量表后，方法里如果涉及到赋值，加减乘除等操作，那么这些指令的运算就需要依赖于操作数栈了，将这些指令对应的操作数通过压栈，弹栈来完成指令的执行
比如有%20int%20i%20=%2069%20这样的指令，对应的字码节指令如下
其在内存中的操作过程如下
- aload_0：从局部变量表中加载第%200%20个%20slot%20中的对象引用到操作数栈的栈顶，这里的%200%20表示第%200%20个位置，也就是%20this
- invokespecial：用来调用构造函数，但也可以用于调用同一个类中的%20
private%20方法，以及%20可见的超类方法，在此例中表示调用父类的构造器（因为%20#1%20符号引用指向对应的%20init%20方法） - iconst_1：将%20int%20型%201推送至栈顶
- putfield：它接受一个操作数，这个操作数引用的是运行时常量池里的一个字段，在这里这个字段是%20a。赋给这个字段的值，以及包含这个字段的对象引用，在执行这条指令的时候，都会从操作数栈顶上%20pop%20出来。前面的%20aload_0%20指令已经把包含这个字段的对象（this）压到操作数栈上了，而后面的%20iconst_1%20又把%201%20压到栈里。最后%20putfield%20指令会将这两个值从栈顶弹出。执行完的结果就是这个对象的%20a%20这个字段的值更新成了%201。
接下来详细解释以上以上助记符代表的含义
- 第一条命令%20aload_0，表示从局部变量表中加载第%200%20个%20slot%20中的对象引用到操作数栈的栈顶，也就是将%20this%20加载到栈顶，如下
- 第二步%20invokespecial%20#1，表示弹栈并且执行%20#1%20对应的方法，#1%20代表的含义可以从旁边的解释（#%20Method%20java/lang/Object.””:()V）看出，即调用父类的初始化方法，这也印证了那句话：子类初始化时会从初始化父类
- 之后的命令%20%20aload_0，iconst_1，putfied%20#2%20图解如下
javap%20-verbose%20path/Demo.class%20可以看到这些字面量代表的含义，#1，#2%20这种数字形式的表示形式也被称为符号引用，程序运行期会将符号引用转换为直接引用
- 一个是 Hex Fiend，一款很好的十六进制编辑器，可以用来查看编辑字节码
- 一款是 Intellij Idea 的插件
jclasslib Bytecode viewer，能展示javap -verbose命令对应的常量池，接口，Code 等数据，非常的直观，对于分析字节码非常有帮忙，如下
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