看完這篇文章，你需要準備足夠多的勇氣，因為它像王大娘的裹腳一樣又臭又長。

字節(jié)碼是java源代碼經(jīng)編譯后生成的二進制數(shù)據(jù)，通俗點說class文件中保存的就是字節(jié)碼。

字節(jié)碼處理也有很多成熟且越來越笨重的工具，比如說用得非常廣泛的cglib，而cglib又用到了另一個成熟且越來越笨重的工具，這就是asm。

網(wǎng)上抄來抄去的關(guān)于aop的實現(xiàn)，都會提到cglib，但很少會去深究asm，更少會去深層次的剖析字節(jié)碼。因此，我覺得有必要體現(xiàn)自己的2B之處，就是要通俗易懂的揭開字節(jié)碼的面紗。

字節(jié)碼是由字節(jié)組成的，1個字節(jié)就是一個byte（不是bit，1個byte有8個bit），說到字節(jié)碼，這里得提一點：java中的byte是有符號的，也就是-128到127之間（包含），而實際上字節(jié)碼中byte是無符號的，也就是0到255之間（包含），特別是字節(jié)碼中經(jīng)常有2個byte來表示數(shù)據(jù)長度的時候，一定要注意換算為無符號int型，因為長度不可能為負數(shù)。

下面開始分析字節(jié)碼(class)文件的結(jié)構(gòu)：

4個字節(jié)，每個字節(jié)碼(class)文件的開頭，都有4個字節(jié)組成的被稱作“魔數(shù)（magic）”的東東，它們是固定值：[0xCA,0xFE,0xBA,0xBE]。

2個字節(jié)，組成一個整數(shù)，表示次版本號（minor version），如[0,0]轉(zhuǎn)換int后是0。

2個字節(jié)，組成一個整數(shù)，表示主版本號（major version），如[0,45]轉(zhuǎn)換int后是45。

2個字節(jié)，組成一個整數(shù)，表示常量池（constant pool）的大小，如[0,31]轉(zhuǎn)換int后是31，表示后面會有一個31個元素的數(shù)組，姑且叫它數(shù)組吧，這個數(shù)組把后面經(jīng)常會用到的一些常量按順序放進來，后面需要用到的某個常量的時候，直接使用一個下標索引值，就指向了這個數(shù)組中的常量，這樣做的目的在于減小文件的體積。

雖然定義了一個31個元素的數(shù)組，但是，后面的數(shù)據(jù)并不是從0下標開始填充的（這算一個坑吧），而是跳過0下標，從1下標開始填充，也就是說，sonstant_pool[0]只是純粹打醬油的，后面如果誰指向了0，或者指向了大于30的下標，說明這個class是不符合要求的，或者解析錯了吧。

常量池這個數(shù)組中的元素之間，是不需要額外的特殊字節(jié)來分隔的，它們一個挨一個，排列得非常緊湊。每一個元素的起始，都有1個字節(jié)的數(shù)字來表示自己是什么類型，類型只有以下這么幾種，如果出現(xiàn)了其他數(shù)字，說明class有問題，或者解析有問題。

1代表1個字符串，這個字符串是utf-8編碼的。(utf)

3代表1個int數(shù)。(int)

4代表1個float數(shù)。(float)

5代表1個long數(shù)。(long)

6代表1個double數(shù)。(double)

7代表1個class引用，其值也是1個數(shù)字，指向1個1類型的下標。(class_ref)

8代表1個string引用，其值也是1個數(shù)字，指向1個1類型的下標。(string_ref)

9代表1個成員變量引用，其中包含2個數(shù)字，一個指向1個7類型下標（類），另一個指向1個12類型的下標（成員變量）。(field_ref)

10代表1個方法引用，其中包含2個數(shù)字，一個指向1個7類型下標（類），另一個指向1個12類型的下標（方法）。(method_ref)

11代表1個接口方法引用，其中包含2個數(shù)字，一個指向1個7類型下標（類），另一個指向1個12類型的下標（方法）。(interface_method_ref)

12代表1個帶描述的名稱的引用，其中包含2個數(shù)字，一個指向1個1類型下標（名稱），另一個指向1個1類型的下標（描述）。(name_and_type)

為什么沒有boolean、byte、char、short？因為這幾種類型都是按int類型存放的。

如果判斷出這個元素是1類型(utf)，會緊跟著2個字節(jié)，表示這個字符串以utf-8編碼后的字節(jié)的長度，根據(jù)這個長度，去讀取后面的這么多字節(jié)，就將這個字符串取出來了。

如果判斷出這個元素是3類型(int)，會緊跟著4個字節(jié)，表示這個int型的值。

如果判斷出這個元素是4類型(float)，會緊跟著4個字節(jié)，表示這個float型的值。

如果判斷出這個元素是5類型(long)，會緊跟著8個字節(jié)，表示這個long型的值，遇到這種情況的話，后面的元素不能填充到接下來的數(shù)組下標中，必須跳1格，這是網(wǎng)上所有的抄襲者都不會告訴你的（好大一個坑）。

如果判斷出這個元素是6類型(double)，會緊跟著8個字節(jié)，表示這個double型的值，遇到這種情況的話，后面的元素不能填充到接下來的數(shù)組下標中，必須跳1格，這也是網(wǎng)上所有的抄襲者都不會告訴你的（這個和long一樣，巨坑）。

如果判斷出這個元素是7類型(class_ref)，會緊跟著2個字節(jié)，把這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，就得到了一個下標，拿這個下標到常量池里面去取，就是一個1類型的字符串，比如說當前類名、繼承的父類名、實現(xiàn)的接口名等，都是這種形式。

如果判斷出這個元素是8類型(string_ref)，會緊跟著2個字節(jié)，把這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，就得到了一個下標，拿這個下標到常量池里面去取，就是一個1類型的字符串，是不是有種脫了褲子放屁的感腳？

如果判斷出這個元素是9類型(field_ref)，會緊跟著2個字節(jié)，把這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，就得到了一個下標，拿這個下標到常量池里面去取，就是一個7類型，然后再拿這個7類型的值去取一個1類型的字符串，就得到了類名啦，還沒完，后面還緊跟了2個字節(jié)，把這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，又得到一個下標，拿這個下標到常量池取回來一個12類型的我擦，再拿12類型的指向的下標去取，才能取回來屬性名和描述，繞這么大一個彎是要作死的節(jié)奏啊。

如果判斷出這個元素是10類型(method_ref)，和9雷同，只不過對應的是方法。

如果判斷出這個元素是11類型(interface_method_ref)，和10雷同，只不過對應的是接口方法，誰這么設(shè)計，一定有他的道理。

如果判斷出這個元素是12類型(name_and_type)，會緊跟著2個字節(jié)，把這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，就得到了一個下標，拿這個下標到常量池里面去取，就是一個1類型的字符串，就得到屬性名或方法名了，然后緊跟著的2個字節(jié)，同樣原理去找，找到一個1類型的字符串，就得到描述了。

把這些理解清楚了，再大的事都不是事了。

切記，常量池相當于一個數(shù)組，但這個數(shù)組中某些位置是空著的（挖的坑）。

常量池繞完了，就該進入正文了。

首先遇到的是2個字節(jié)，這2個字節(jié)學問大，代表了這個類的各種修飾符的組合，比如說public、abstract、final等等等等，我們并不需要知道每個值代表什么修飾符，因為有多少種組合，我們也不需要關(guān)心，我們可以用Modifier.isAbstract(這個值)來判斷這個類是不是抽象類。

然后又是2個字節(jié)，這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，指向的是常量池中1個7類型(class_ref)的下標，再繞到1類型(utf)的時候，其實對應的就是這個類的名稱，不過是用/分隔了包名，如test/Hello。

然后又是2個字節(jié)，這2個字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，指向的是常量池中1個7類型(class_ref)的下標，再繞到1類型(utf)的時候，其實對應的就是這個類繼承的父類的名稱，不過是用/分隔了包名，如java/lang/Object，因為java是單繼承嘛，所以這里連一點退路都沒給，直接就只能是1個父類。

然后又是2個字節(jié)，為什么和2這么有緣呢？這2字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，表示這個類直接實現(xiàn)的接口數(shù)量，如果為0，那么后面就跳過了，如果不是0，那么接下來就相當于來了一個接口的數(shù)組。

這個數(shù)組很簡單，沒有常量池那么多招數(shù)，每個元素都是2字節(jié)，這2字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，指向的是常量池中1個7類型(class_ref)的下標，再繞到1類型(utf)的時候，其實對應的就是這個接口的名稱，還是用/分隔了包名。

接口完了，就該是成員變量了。

首先，按理有2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，表示成員變量的數(shù)量。

到了成員變量內(nèi)部，最開始會有2個字節(jié)，表示變量的修飾符，和類的修飾符一樣的道理。

接著有2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，指向常量池中1類型(utf)的下標，取回來變量名稱。

接著有2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，指向常量池中1類型(utf)的下標，取回來變量描述。

為什么不直接指向9類型(field_ref)？估計開發(fā)編譯器的人腦殼也整暈了吧。

成員變量還會有一些屬性（attribute），所以接下來又來一個數(shù)組，首當其沖的是2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，表示attribute數(shù)組的大小。

attribute數(shù)組也沒有多大的坑，每個元素也是緊密挨著。

每個元素的開頭都有2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，指向常量池，表示屬性名稱。

接下來有4個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，表示屬性的數(shù)據(jù)大?。ňo跟著的字節(jié)數(shù)），然后就是屬性的數(shù)據(jù)，因為屬性也分很多種情況，像剝洋蔥，一層一層剝進去，數(shù)據(jù)格式都大同小異，如果有需要你就讀出來吧，沒需要直接skip。

屬性數(shù)組讀完了，成員變量也就讀完了。

接下來該是方法了，方法和成員變量如出一轍，先是2個字節(jié)表示方法的數(shù)量，然后一個挨一個的方法數(shù)據(jù)，沒什么好說的，太細節(jié)的也就是屬性(Attribute)，而屬性又分很多種，不說個三天兩夜也說不完。

方法完了，還有很多類的屬性(Attribute)，也可以看作一個數(shù)組。

所以，按理，也有2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，表示類屬性(Attribute)的數(shù)量。

有了數(shù)量，開始遍歷，每個屬性開頭都有2個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，指向常量池中1類型(utf)或7類型(class_ref)的下標，最終都能取出一個字符串值，包括SourceFile、InnerClasses等等。

緊跟著有4個字節(jié)，轉(zhuǎn)換為int值，表示屬性的數(shù)據(jù)大小（緊跟著的字節(jié)數(shù)），然后就是屬性的數(shù)據(jù)。

根據(jù)屬性名稱的不同，分為不同的屬性類型，每種屬性類型占用的空間數(shù)量不等。

比如說SourceFile這種代表源代碼，屬性數(shù)據(jù)就只有2字節(jié)，這2字節(jié)轉(zhuǎn)換為int值，執(zhí)行常量池中1類型(utf)的下標，取回來一個字符串值，就是源代碼文件的名稱（不含路徑），如Hello.java。

而InnerClasses則代表內(nèi)部類，里面有多組數(shù)據(jù)，不僅指向自己的類名，如test/Hello$1.class、test/Hello$2.class，還指向自己所在外部類的類名，如test/Hello等，這里就不多說了，能看懂這篇文章的，細節(jié)的東西參考網(wǎng)上的資料，也能解析好了。

類的屬性讀完，整個class也就戛然而止，有點意猶未盡的感腳。

這篇文章主要說了字節(jié)碼的主體結(jié)構(gòu)和一些比較坑的地方，細節(jié)還需自行打磨，一步一步按照上面所述的思路，我相信你也能寫代碼將字節(jié)碼解析出來，但是這一步解析，并不是一步到位反編譯成源代碼，更多的是了解字節(jié)碼的機制，字節(jié)碼已經(jīng)了然于胸，還有什么事不能干？

比如說掃描所有的class文件，通過解析字節(jié)碼，獲取該class實現(xiàn)了哪些接口，然后當我們看到某個接口的時候，能自動列出來這個接口有哪些實現(xiàn)類，這就是eclipse里Ctrl+T的功能。

反射也可以做這個事情，但是反射慢，反射還會觸發(fā)類中靜態(tài)代碼塊的執(zhí)行，而很多時候我們不希望這些靜態(tài)代碼塊這么早的被執(zhí)行。

要做好字節(jié)碼的解析，最重要的一步，就是把常量池給解析正確，否則，稍微有一點差錯，就是失之毫厘謬以千里。

最后用一個簡單的例子來分析：

源代碼文件名：Hello.java

源代碼：

package test;

public class Hello{

  public void say(){

    System.out.println("hello");

  }

}

解析(16進制數(shù)據(jù) //備注)：

CAFEBABE 魔數(shù)

0000 //次版本號 0

0032 //主版本號 50

001F //常量池大小 31

//下邊是常量池，#代表下標

     //#1

07   //類型7 

0002 //指向#2

     //#2

01   //類型1 

000A //字符串長度：10

746573742F48656C6C6F //字符串：test/Hello

     //#3

07   //類型7 

0004 //指向#4

     //#4

01   //類型1 

0010 //字符串長度：16

6A6176612F6C616E672F4F626A656374 //字符串：java/lang/Object

     //#5

01   //類型1 

0006 //字符串長度：6

3C696E69743E //字符串：<init>

     //#6

01   //類型1 

0003 //字符串長度：3

282956 //字符串：()V

     //#7

01   //類型1 

0004 //字符串長度：4

436F6465 //字符串：Code

     //#8

0A   //類型10 

0003 //指向#3

0009 //指向#9

     //#9

0C   //類型12 

0005 //指向#5

0006 //指向#6

     //#10

01   //類型1 

000F //字符串長度：15

4C696E654E756D6265725461626C65 //字符串：LineNumberTable

     //#11

01   //類型1 

0012 //字符串長度：18

4C6F63616C5661726961626C655461626C65 //字符串：LocalVariableTable

     //#12

01   //類型1 

0004 //字符串長度：4

74686973 //字符串：this

     //#13

01   //類型1 

000C //字符串長度：12

4C746573742F48656C6C6F3B //字符串：Ltest/Hello;

     //#14

01   //類型1 

0003 //字符串長度：3

736179 //字符串：say

     //#15

09   //類型9 

0010 //指向#16

0012 //指向#16

     //#16

07   //類型7 

0011 //指向#17

     //#17

01   //類型1 

0010 //字符串長度：16

6A6176612F6C616E672F53797374656D //字符串：java/lang/System

     //#18

0C   //類型12 

0013 //指向#19

0014 //指向#20

     //#19

01   //類型1 

0003 //字符串長度：3

6F7574 //字符串：out

     //#20

01   //類型1 

0015 //字符串長度：21

4C6A6176612F696F2F5072696E7453747265616D3B //字符串：Ljava/io/PrintStream;

     //#21

08   //類型8 

0016 //指向#22

     //#22

01   //類型1 

0005 //字符串長度：5

68656C6C6F //字符串：hello

     //#23

0A   //類型10 

0018 //指向#24

001A //指向#26

     //#24

07   //類型7 

0019 //指向#25

     //#25

01   //類型1 

0013 //字符串長度：19

6A6176612F696F2F5072696E7453747265616D //字符串：java/io/PrintStream

     //#26

0C   //類型12 

001B //指向#27

001C //指向#28

     //#27

01   //類型1 

0007 //字符串長度：7

7072696E746C6E //字符串：println

     //#28

01   //類型1 

0015 //字符串長度：21

284C6A6176612F6C616E672F537472696E673B2956 //字符串：(Ljava/lang/String;)V

     //#29

01   //類型1 

000A //字符串長度：10

536F7572636546696C65 //字符串：SourceFile

     //#30

01   //類型1 

000A //字符串長度：10

48656C6C6F2E6A617661 //字符串：Hello.java

0021 //類訪問修飾符

0001 //本類指向#1 結(jié)果字符串：test/Hello

0003 //父類指向#：3 結(jié)果字符串：java/lang/Object

0000 //接口數(shù)量：0

0000 //成員變量數(shù)量：0

0002 //方法數(shù)量：2

     //方法0

0001 //訪問修飾符

0005 //方法名指向#5 結(jié)果字符串：<init>

0006 //方法描述指向#6

0001 //屬性數(shù)量為：1

     //屬性0

0007 //屬性名指向#7 實際字符串：Code

0000002F //屬性數(shù)據(jù)長度：47

00010001000000052AB70008B100000002000A00000006000100000002000B0000000C000100000005000C000D0000 //屬性數(shù)據(jù)略

     //方法1

0001 //訪問修飾符

000E //方法名指向#14 結(jié)果字符串：say

0006 //方法描述指向#6

0001 //屬性數(shù)量為：1

     //屬性0

0007 //屬性名指向#7 實際字符串：Code

00000037 //屬性數(shù)據(jù)長度：55

0002000100000009B2000F1215B60017B100000002000A0000000A00020000000400080005000B0000000C000100000009000C000D0000 //屬性數(shù)據(jù)略

0001 //類屬性數(shù)量：1

     //屬性0

001D //屬性名指向#29 實際字符串：SourceFile

00000002 //屬性數(shù)據(jù)長度：2

001E //屬性數(shù)據(jù)，指向#30 實際字符串：Hello.java

//完畢。

最后說一句，你可以使用javap命令來校驗你的解析是否正確，尤其是常量池的下標是否對應。