哪些是实名制网站,珠海市建设工程交易中心网,WordPress影视资源模板,建设青岛公司网站一#xff1a;前言上周末写了一篇文章《你知道Java类是如何被加载的吗#xff1f;》#xff0c;分析了HotSpot是如何加载Java类的#xff0c;干脆趁热打铁#xff0c;本周末再来分析下Hotspot又是如何解析、创建和链接类方法的。二#xff1a;Class文件中的Java方法Java类…一前言上周末写了一篇文章《你知道Java类是如何被加载的吗》分析了HotSpot是如何加载Java类的干脆趁热打铁本周末再来分析下Hotspot又是如何解析、创建和链接类方法的。二Class文件中的Java方法Java类在编译后会被编译成 Class 文件在几年前写的《Jvm之用java解析class文件》中我对 Class 文件的结构进行了分析里面已经讲过了Java 方法在 Class 文件中的结构今天就再温故而知新下。先来看下 Class 文件的结构ClassFile methods_count 记录了 Class 文件中一共有多少方法。methods 是个数组包含 Class 文件的所有方法。methods 的数组类型为 method_info每个 method_info 对应一个 Java 方法。method_info {u2 access_flags;u2 name_index;u2 descriptor_index;u2 attributes_count;attribute_info attributes[attributes_count];
}access_flags 是方法的访问权限。name_index 是方法名在常量池中的索引。descriptor_index 是方法描述符在常量池中的索引。attributes_count 记录了方法一共有多少属性。attributes是个数组包含了方法的所有属性。attributes 中的每一项都是方法的一个属性其中代表字节码的属性为 Code_attributeCode_attribute {u2 attribute_name_index; u4 attribute_length;u2 max_stack;u2 max_locals;u4 code_length;u1 code[code_length];u2 exception_table_length; {u2 start_pc;u2 end_pc;u2 handler_pc;u2 catch_type;} exception_table[exception_table_length];u2 attributes_count;attribute_info attributes[attributes_count];
}max_stack 表示当前方法操作数栈的最大深度。max_locals 表示当前方法局部变量的最大个数。code[code_length] 记录了方法中的字节码指令总的来说Class 文件中对方法的描述还是很简洁清晰的。三HotSpot 如何解析 Java 方法Class 文件相当于 Java 类的模板JVM 在读取 Class 文件后会根据这个模板建立 Java 类在虚拟机中的模型。在上篇文章《你知道Java类是如何被加载的吗》中我提到了 ClassFileParser它是HotSpot 加载类所需要的一员大将通过名字我们就能猜出它的作用类文件解析器。还记得Class在JVM中对应的 InstanceKlass 是如何创建的吗不记得话看一下下面这段代码来回忆下。ClassFileParser 上面这段代码主要是创建了一个ClassFileParser并调用了其create_instance_klass来创建 InstanceKlass。但是对于Class文件的解析是在 create_instance_klass之前就完成了的。当经过一系列初始化操作后ClassFileParser 便在其构造函数的末尾调用 parse_stream(stream, CHECK)开始了 Class 文件的解析之旅。在 parse_stream中ClassFileParser 会对整个Class文件解析解析包括常量池、字段、父类、接口等信息当然也包括类方法。用来解析所有类方法的函数为parse_methods。void ClassFileParser 对于 Class文件的解析是流式的parse_methods先通过 cfs-get_u2_fast() 拿到方法数量接着便开始进行遍历调用 parse_method依次解析每个类方法。从Class文件中method_info的定义可知method 基本上所有信息都存储在method_info中的attributes[] 数组中所以对于method的解析基本上也就是在遍历attributes[] 数组。method_info 中的attributes[] 数组是用来存放方法的各个属性的其中包括Code属性、Exception属性、MethodParameters属性、Synthetic属性。parse_method要做的主要工作就是遍历attributes[] 数组解析每个属性。下面我们来便来各个击破看看上面这些属性是如何被解析的。3.1 解析 Code 属性1获取maxStacks、maxLocals 和 code lengthif 2获取字节码指令首地址code_start 3解析方法中的异常处理表exception_table_length 4解析Code属性中的属性表如 LineNumberTables、LocalVariableTables、LocalVariableTypeTables。主要是用于记录一些调试信息。3.2 解析 Exception 属性Exception 属性记录了方法可能抛出的异常。checked_exceptions_start 3.3 解析 MethodParameters 属性MethodParameters 属性记录了方法的参数信息。method_parameters_seen 3.4 解析 Synthetic 属性Synthetic 属性表示成员是在编译期自动为Class生成如内部类提供给外部类用来访问内部成员的 access方法。access_flags如果在解析到该属性直接调用 set_is_synthetic标志下即可。由上面的解析过程可知ClassFileParser 主要就是按照Java虚拟机规范对Class文件结构的定义进行流式解析。四HotSpot 如何创建 Java 方法经过第三节的解析ClassFileParser 已经从Class文件中获取到了方法的所有信息。接下来要做的便是通过读取的信息创建 Java 方法在 JVM 中的数据模型。在HotSpot中Java方法对应的数据结构为 Method定义在 method.hpp 中class 创建 Method 主要分为下面几步。4.1 分配方法对应的 MethodMethod4.2 将解析方法时读取到信息填充到 Method 中m-set_constants(_cp);
m-set_name_index(name_index);
m-set_signature_index(signature_index);
......
// Fill in code attribute information
m-set_max_stack(max_stack);
m-set_max_locals(max_locals);
......
// Copy byte codes
m-set_code((u1*)code_start);
......
// Copy exception table
if (exception_table_length 0) {Copy::conjoint_swap_if_neededEndian::JAVA(exception_table_start,m-exception_table_start(),exception_table_length * sizeof(ExceptionTableElement),sizeof(u2));
}
......
Method 中将一些只读数据都存放到了它的 _constMethod 中_constMethod 类型为ConstMethod定义在 constMethod.hpp 中。举个例子方法的字节码指令就存放在 ConstMethod 中不过这么说不太严谨字节码指令并不是直接存放在 ConstMethod 内部而是紧跟着 ConstMethod 存放在内存中。我们再看看上面的填充逻辑调用了 m-set_code((u1*)code_start) 来存放字节码指令首地址Method 其实是直接调用了 ConstMethod 的 set_codevoid ConstMethod的set_code也很简单void 首先调用code_base获取存放字节码的地址接着便调用memcpy将字节码指令从 code 处拷贝到code_base处。code_base代码如下address 因为 this 本身是指针所以 this 1 获取的地址为constMethod 首地址 sizeOfConstMethod所以字节码指令存放在ConstMethod之后存放好字节码指令后以后当调用该方法时就可以从 ConstMethod 中获取到字节码指令首地址从而进行取指执行了。五HotSpot 如何链接 Java 方法上面只是在加载Class文件时对Java方法进行了解析和创建而Java 方法的链接是发生在所属InstanceKlass 的初始化时期。一般来说Class文件在被加载成 InstanceKlass 后不会立即初始化而是等到实例化 Obejct、反射获取字段、方法信息或者调用static方法等时机才会初始化。InstanceKlass在初始化时会调用 link_class对类进行链接在类的链接过程中便会调用 InstanceKlass的 link_methods方法对类的所有方法进行链接。对单个 Method 进行链接的方法为Method::link_method(const methodHandle h_method, TRAPS)方法链接主要就是做的事就是设置 Method 的 interpreter_entryaddress 上面首先通过 entry_for_methodh_method获取方法的入口例程关于这个例程是干什么的可以看看之前写的《JVM方法执行的来龙去脉》简单来说HotSpot对于Java方法的执行不是简单的从方法字节码首地址处进行取指执行即可在进行字节码指令执行之前需要为Java方法创建栈帧、局部变量表等事情而这些事情是通用的所以HotSpot将这些事情统一到一起对Java方法的执行做了一层封装而例程便是这个封装的入口。HotSpot 提前为各种类型的方法创建好了一系列例程所以 entry_for_methodh_method便是根据方法类型从例程表中查询到对应类型的例程。查询到例程后便调用set_interpreter_entry(entry)将例程的入口地址保存到Method中void 保存例程的入口地址后以后调用Java方法时便可以从Method中获取例程的入口地址跳到此处执行。六总结通过上面的分析我们了解了Java方法在Class文件中的结构以及方法的解析、创建及链接。解析过程主要是流式读取Class文件获取方法在Class文件中的信息。创建过程主要是创建Java方法对应的Method并将解析过程读取的信息填充到Method中。链接过程主要是根据方法类型获取并保存方法对应的入口例程的地址。我的文章只是个引子毕竟短短篇幅无法囊括JVM浩瀚如烟的源码。如果想对 HotSpot 如何处理 Java 方法的细节深入了解的话想必最好的方式还是自己去阅读和调试 OpenJDK罢了写完关灯睡觉听说喜欢点关注的同学都长得帅
