反編譯原理淺析

本文只作概念性講解，不作詳解，只是希望把我理解的原理簡單地描述出來，不深入探究。

JVM

JVM是什么？
我的理解簡單來說是：一個能把Class字節碼翻譯成本機cpu能夠識別的指令的程序。

流程

Java源碼(.java文件) => 編譯器  =>  Class文件 => JVM => 可執行的指令

不一定只有Java，例如Scala，Groovy等基于JVM的語言，只要能編譯成標準Class的都可以。

Class文件

class文件結構介紹：
根據java虛擬機規范的規定，class文件格式采用一種類似c語言結構體的偽結構來存儲，這種偽結構中只有兩種數據類型：無符號數和表。
無符號數：無符號數屬于基本的數據類型，以u1,u2,u4,u8來分別代表1個字節，2個字節，4個字節和8個字節的無符號數，無符號數可以用來描述數字、索引引用、數量值，或者按照utf-8編碼構成字符串值。
表：表是由多個無符號數或者其他表作為數據項構成的復合數據類型，所有表都習慣性地以“_info“結尾。表用于描述有層次關系的復合結構的數據，整個class文件本質上就是一張表，它由下列數據項構成：

ClassFile {  
    u4 magic;//魔數(0xCAFEBABE)，每個class文件的前4個字節稱為魔數，值為0xCAFEBABE。作用在于輕松的辨別class文件與非class文件。
    //下面兩個是版本號，隨著Java技術的發展，class文件的格式會發生變化。版本號的作用在于使得虛擬機能夠認識當前加載class的文件格式。從而準確的提取class文件信息
    u2 minor_version;//次版本號
    u2 major_version;//主版本號  
    u2 constant_pool_count;//常量池容量計數值  
    cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];//常量池，具體見對照表  
    u2 access_flags;//訪問標志，用來表明該class文件中定義的是類還是接口，訪問修飾符是public還是缺省。類或接口是否是抽象的。類是否是final的。  
    u2 this_class;//類索引  
    u2 super_class;//父類索引  
    u2 interfaces_count;//接口計數器  
    u2 interfaces[interfaces_count];//接口索引集合  
    u2 fields_count;//字段計數器  
    field_info fields[fields_count];//字段表  
    u2 methods_count;//方法計數器  
    method_info methods[methods_count];//方法表  
    u2 attributes_count;//屬性表計數器  
    attribute_info attributes[attributes_count];//屬性表集合  
}

常量對照表

常量表類型	標志值(占1 byte)	描述
CONSTANT_Utf8	1	UTF-8編碼的Unicode字符串
CONSTANT_Integer	3	int類型的字面值
CONSTANT_Float	4	float類型的字面值
CONSTANT_Long	5	long類型的字面值
CONSTANT_Double	6	double類型的字面值
CONSTANT_Class	7	對一個類或接口的符號引用
CONSTANT_String	8	String類型字面值的引用
CONSTANT_Fieldref	9	對一個字段的符號引用
CONSTANT_Methodref	10	對一個類中方法的符號引用
CONSTANT_InterfaceMethodref	11	對一個接口中方法的符號引用
CONSTANT_NameAndType	12	對一個字段或方法的部分符號引用

如上面表格所示，每個類型都會有對應的tag值，還有方法權限標志表，描述符表之類的（省略了，想深入了解請看《深入理解Java虛擬機》）。根據這些tag值來表示，例如常量為01 00 12 4C 6A 61 76 61 2F 6C 61 6E 67 2F 53 74 72 69 6E 67 3B，是int類型呢還是float呢，是public還是private？根據這些對照表來查出對應tag所表示的意義可以看出：

01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
00 12——這個UTF-8編碼的常量字符串長度為18；
4C 6A 61 76 61 2F 6C 61 6E 67 2F 53 74 72 69 6E 67 3B——18個字節的字符串，對應：Ljava/lang/String(描述符,L 代表是引用類型);