Java字节码文件、组成,jclasslib插件、阿里arthas工具,Java注解

本文涉及的产品
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简介: Java字节码文件、组成、详解、分析;常用工具,jclasslib插件、阿里arthas工具;如何定位线上问题;Java注解

文章目录

一、字节码文件

  • 1.1 以正确的方式打开文件

  • 1.2 字节码文件的组成

    • 1.2.1 基础信息
    • 1.2.2 常量池
    • 1.2.3 方法
  • 1.3 字节码常用工具

  • 1.4 总结

二、Java注解

  • 2.1 什么是Java注解
  • 2.2 注释和注解Annotation的区别(掌握)
  • 2.3 如何使用注解(掌握)
  • 2.4 Java中已经存在的注解(掌握)
  • 2.5 自定义注解(了解)
  • 2.6 注解小结

一、字节码文件

1.1 以正确的方式打开文件

字节码文件中保存了源代码编译之后的内容,以二进制的方式存储,无法直接用记事本打开阅读。通过NotePad++使用十六进制插件查看class文件:

1-1.png

推荐使用jclasslib工具查看字节码文件。Github地址:

https://github.com/ingokegel/jclasslib
AI 代码解读

选择右侧的Releases发行版本,下载对应安装包,傻瓜式安装。

1-2.png

1.2 字节码文件的组成

1-3.png

  • 基础信息:魔数、字节码文件对应的Java版本号,访问标识(public final等等),父类和接口
  • 常量池:保存了字符串常量、类或接口名、字段名,主要在字节码指令中使用
  • 字段:当前类或接口声明的字段信息
  • 方法:当前类或接口声明的方法信息,字节码指令
  • 属性:类的属性,比如源码的文件名、内部类的列表等

1-4.png

1.2.1 基础信息

1-5.png

1-6.png

1-7.png

1-8.png

1.2.2 常量池

字节码文件中常量池的作用:避免相同的内容重复定义,节省空间。

1-9.png

1-10.png

1.2.3 方法

1-11.png

1-12.png

  • 操作数栈是临时存放数据的地方(比如1+2 操作数栈就存放1、2,通过加法指令将两个数累加,结果也放到操作数栈中),局部变量表是存放方法中的局部变量的位置
  • iconst_0、istore_1为字节码,不是汇编;汇编指令是mov、cmp、pop这些
    • iconst_0:iconst_常量值。将常量0放入操作数栈
    • istore_1:istore_数组下标。从操作数栈取出放入局部变量表1号位置(操作栈数据弹出、放入局部变量表,栈中数据没有了)
    • iload_1:iload_数组下标。将局部变量表1中的数据放入操作数栈(将局部变量表中的数据复制了1份、再放到操作数栈中,两边数据都有)

1-13.png

通过jclasslib打开字节码文件,查看Code的LocalVariableTable

1-14.png

  • iconst_0:iconst_常量值。将常量0放入操作数栈
  • istore_1:istore_数组下标。从操作数栈取出放入局部变量表1号位置(操作栈数据弹出、放入局部变量表,栈中数据没有了)
  • iload_1:iload_数组下标。将局部变量表1中的数据放入操作数栈(将局部变量表中的数据复制了1份、再放到操作数栈中,两边数据都有)

1-15.png

1-16.png

i=i++的执行流程:

1-17.png

1-18.png

1-19.png

i=++i的执行流程:(与i=i++的区别,iinc 1 by 1指令在iload_1之前)

1-20.png

int i = 0;
i = i++;
AI 代码解读

最终i的值是多少?

答案是0.我通过分析字节码指令发现,i++先把0取出来放入临时的操作数栈中;接下来对i进行加1,i变成了1;最后再将之前保存的临时值0放入i,最后i就变成了0。

问题:通过字节码指令分析下面三种”加一“的操作性能的高低?(一般字节码越长,操作性能越低)

public class Demo3 {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
        int i=0, j=0, k=0;
        i++;
        j = j + 1;
        k += 1;
    }
}
AI 代码解读
 0 iconst_0
 1 istore_1
 2 iconst_0
 3 istore_2
 4 iconst_0
 5 istore_3

 6 iinc 1 by 1

 9 iload_2
10 iconst_1
11 iadd
12 istore_2

13 iinc 3 by 1
16 return
AI 代码解读

1.3 字节码常用工具

1)javap -v命令

  • javap是JDK自带的反编译工具,可以通过控制台查看字节码文件的内容。适合在服务器上查看字节码文件内容(一般只有运维人员有权限)
  • 直接输入javap查看所有参数
  • 输入javap -v 字节码文件名称查看具体的字节码信息(如果jar包需要先使用jar -xvf xxx.jar命令解压)。将字节码信息放到一个文件中,javap -v path/User.class > /path1/User.txt

2)jclasslib插件

  • jclasslib也有Idea插件版本,建议开发时使用Idea插件版本,可以在代码编译之后实时看到字节码文件内容
  • IDEA选中源代码文件,View-->Show Bytecode WIth Jclasslib。否则可能没有Show Bytecode WIth Jclasslib选项
  • 如果java代码有变动、而字节码文件未更新,重新编译/重新运行程序、刷新,Build-->Rebuild-->Reload

1-21.png

3)阿里arthas(阿尔萨斯)

  • Arthas是一款线上监控诊断产品,通过全局视角实时查看应用load、内存、gc、线程的状态信息,并能在不修改应用代码的情况下,对业务问题进行诊断,大大提升线上问题排查效率
  • 官网:https://arthas.aliyun.com/doc/
  • dump 类的全限定名:dump已加载类的字节码文件到特定目录
  • jad 类的全限定名:反编译已加载类的源码

1-22.png

1-23.png

Arthas命令列表:详情可查看 https://arthas.aliyun.com/doc/commands.html

1-24.png

dashboard -i 2000 -n 3    #查看当前系统的实时数据面板,2s刷新一次、共刷新3次

dump java.lang.String
dump -d D:\practise com.gk.GkApiApplication  #将JVM中实际运行的 class 的 byte code dump 到指定目录

jad com.gk.GkApiApplication   #反编译指定已加载类的源码
AI 代码解读

1-25.png

在IDEA@GetMapp("/{id}")中,点击左侧小气球——>选择Generate request in HTTP Client,可模拟请求

1-26.png

1-27.png

案例:使用阿里arthas定位线上出现的字节码问题

1-28.png

具体步骤:

  • 将arthas放到服务器。arthas-boot.jar上传到服务器,java -jar arthas-boot.jar启动arthas
  • 反编译指定已加载类的源码:``jad 包名.类名,例如jad com.gk.GkApiApplication`

1.4 总结

1)如何查看字节码文件

  • 本地文件可以使用jclasslib工具查看,开发环境使用jclasslib插件
  • 服务器上文件使用javap命令直接查看,也可以通过arthas的dump命令导出字节码文件再查看本地文件。还可以使用jad命令反编译出源代码

2)字节码文件的核心组成有哪些

1-29.png

二、Java注解

2.1 什么是Java注解

  • Java注解(Annotation)又称Java标注,是JDK5.0引入的一种注释机制
  • Java语言中的类、构造器、方法、成员变量、参数等都可以被注解进行标注
public class PersonServiceTest {
   
   
    @Test     //注解(Annotation)
    public void testLogin() {
   
   

    }

    @Test    //注解(Annotation)
    public void testRegister() {
   
   

    }
}
AI 代码解读

注解作用:

  • 对Java中类、方法、成员变量做标记,然后进行特殊处理,至于到底做何种处理由业务需求来决定。例如JUnit框架中。标记了注解@Test的方法就可以被当成测试方法执行,没有标记的就不能当成测试方法执行
  • 注解是给编译器或JVM(Java虚拟机)看的,编译器或JVM(Java虚拟机)可以根据注解来完成对应的功能

2.2 注释和注解Annotation的区别(掌握)

  • 共同点:都可以对程序进行解释说明。

  • 不同点:注释,是给程序员看的。只在Java中有效。在class文件中不存在注释的。当编译之后,会进行注释擦除。

​ 注解,是给虚拟机看的。当虚拟机看到注解之后,就知道要做什么事情了。

2.3 如何使用注解(掌握)

在以前看过注解@Override。

  • 当子类重写父类方法的时候,在重写的方法上面写@Override。

  • 当虚拟机看到@Override的时候,就知道下面的方法是重写的父类的。检查语法,如果语法正确编译正常,如果语法错误,就会报错。

2.4 Java中已经存在的注解(掌握)

  • @Override:表示方法的重写
  • @Deprecated:表示修饰的方法已过时
  • @SuppressWarnings("all"):压制警告

除此之外,还需要掌握第三方框架中提供的注解:

比如:Junit

  • @Test 表示运行测试方法
  • @Before 表示在Test之前运行,进行数据的初始化
  • @After 表示在Test之后运行,进行数据的还原

2.5 自定义注解(了解)

  • 自定义注解单独存在是没有什么意义的,一般会跟反射结合起来使用,会用发射去解析注解。
//自定义注解--格式。默认值可以不用写
public @interface 注解名称 {
   
   
    public 属性类型 属性名() default 默认值;   //属性类型:Java支持的数据类型 基本上都支持
}

//自定义注解和使用
@注解名(属性名1=值1,属性名2=值2)
AI 代码解读
  • 针对于注解,只要掌握会使用别人已经写好的注解即可。
  • 关于注解的解析,一般是在框架的底层已经写好了。
  • 注解名跟类名的命名规则一样,首字母大写,如果有多个单词,每个单词的首字母大写。

示例:

/**
   自定义注解(默认值可以不用写)
 */
public @interface MyAnnoTest1 {
   
   
    public String name();
    public int age();
}
AI 代码解读
@MyAnnoTest1(name = "wj" , age = 18)
public class MyAnnoDemo1 {
   
   
    @MyAnnoTest1(name = "wj", age = 18)
    String aaa;
    String bbb;

    @MyAnnoTest1(name = "wj" , age = 18)
    public void method1(){
   
   
        System.out.println("method1方法");
    }

    public void method2(){
   
   
        System.out.println("method2方法");
    }
}
AI 代码解读

2.6 注解小结

掌握如何使用已经存在的注解即可。

  • @Override:表示方法的重写
  • @Deprecated:表示修饰的方法已过时
  • @SuppressWarnings("all"):压制警告
  • @Test:表示要运行的方法

在以后的实际开发中,注解是使用框架已经提供好的注解。

自定义注解+解析注解(很难的,了解),一般会出现在框架的底层。当以后我们要自己写一个框架的时候,才会用到自定义注解+解析注解。

参考黑马程序员相关视频及文档

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