为什么要推荐大家学习字节码？_编程技术网-程序员技术内容聚合平台

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为什么推荐大家学习Java字节码

https://www.bilibili.com/video/av77600176/

一、背景

本文主要探讨为什么要学习 JVM 字节码

可能很多人会觉得没必要因为平时开发用不到而且不学这个也没耽误学习。

但是这里分享一点感悟即人总是根据自己已经掌握的知识和技能来解决问题的。

这里有个悖论有时候你觉得有些技术没用恰恰是因为你没有熟练掌握它遇到可以使用它的场景你根本想不到用。

1.1 从生活的角度来讲

如果你是一个非计算机专业的学生你老师给你几张图书的拍照大概3000字让你打印成文字。

你打开电脑噼里啪啦一顿敲搞了一下午干完了。

如果你知道语音输入那么你可能采用语音输入的方式 30分钟搞定。

如果你了解 OCR 图片文字识别可能 5 分钟搞定。

不同的方法带来的效果完全不同。然而最可怕的是你不会语音输入或者OCR你不会觉得自己少了啥。

OCR识别绝对不是你提高点打字速度可以追赶上的。

1.2 学习Java的角度

很多人学习知识主要依赖百度依赖博客依赖视频和图书而且这些资料质量参差不齐而且都是别人理解之后的结果。

比如你平时不怎么看源码那么你就很少能将源码作为你学习的素材只能依赖博客、图书、视频等。

如果你平时喜欢看源码你会对源码有自己的理解你会发现源码对你的学习有很多帮助。

如果你平时不怎么用反编译和反汇编那么你更多地只能依赖源码依赖调试等学习知识而不能从字节码层面来学习和理解知识。

当你慢慢熟练读懂虚拟机指令你会发现你多了一个学习知识的途径。

二、为什么要学习字节码2.1 人总是不愿意离开舒适区的

很多人在学习新知识时总是本能地抵触。会找各种理由不去学 “比如暂时用不到” “学了没啥用” “以后再说”。

甚至认为这是在浪费时间。

2.2 为什么要学习字节码

最近学习了一段时间 JVM 字节码的知识虽然不算精通但是读字节码起来已经不太吃力。

为什么推荐学习字节码是因为它可以从比源码更深的层面去学习 Java 相关知识。

虽然不可能所有问题都用字节码的知识来解决但是它给你一个学习的途径。

比如通过字节码的学习你可以更好地理解?Java中各种语法和语法糖背后的原理更好地理解多态等语言特性。

三、举例

本文举一个简单的例子来说明学习字节码的作用。

3.1? 例子3.1.1 语法糖

public class ForEachDemo {
 public static void main(String[] args) {
 List String data new ArrayList ();
 data.add( a 
 data.add( b 
 for (String str : data) {
 System.out.println(str);
}

编译 ?javac ForEachDemo.java

反汇编 javap -c ForEachDemo

public class com.imooc.basic.learn_source_code.local.ForEachDemo {
 public com.imooc.basic.learn_source_code.local.ForEachDemo();
 Code:
 0: aload_0
 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object. init :()V
 4: return
 public static void main(java.lang.String[]);
 Code:
 0: new #2 // class java/util/ArrayList
 3: dup
 4: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList. init :()V
 7: astore_1
 8: aload_1
 9: ldc #4 // String a
 11: invokeinterface #5, 2 // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
 16: pop
 17: aload_1
 18: ldc #6 // String b
 20: invokeinterface #5, 2 // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
 25: pop
 26: aload_1
 27: invokeinterface #7, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
 32: astore_2
 33: aload_2
 34: invokeinterface #8, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
 39: ifeq 62
 42: aload_2
 43: invokeinterface #9, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
 48: checkcast #10 // class java/lang/String
 51: astore_3
 52: getstatic #11 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 55: aload_3
 56: invokevirtual #12 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
 59: goto 33
 62: return
}

我们可以清晰地看到foreach 循环底层用到了迭代器实现甚至可以逆向脑补出对应的Java源码(大家可以尝试根据字节码写出等价的源码)。

3.1.2 读源码遇到的一个问题

我们在读源码时经常会遇到类似下面的这种写法

org.springframework.boot.web.servlet.context.ServletWebServerApplicationContext#startWebServer

private WebServer startWebServer() {
 WebServer webServer this.webServer;
 if (webServer ! null) {
 webServer.start();
 return webServer;
 }

在函数中声明一个和成员变量同名的局部变量然后将成员变量赋值给局部变量再去使用。

看似很小的细节隐含着一个优化思想。

可能有些人读过某些文章有提到可是为什么我们总得看到一个文章会一个知识如果没看到怎么办更多的人可能并不能理解有什么优化。

3.2 模拟

普通的语法糖这里就不做过多展开重点讲讲第二个优化的例子。

模仿上述写法的例子

public class LocalDemo {
 private List String data new ArrayList ();
 public void someMethod(String param) {
 List String data this.data;
 if (data ! null data.size() 0 data.contains(param)) {
 System.out.println(data.indexOf(param));
}

编译 javac LocalDemo.java

反汇编 ?javap -c LocalDemo

public class com.imooc.basic.learn_source_code.local.LocalDemo {
 public com.imooc.basic.learn_source_code.local.LocalDemo();
 Code:
 0: aload_0
 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object. init :()V
 4: aload_0
 5: new #2 // class java/util/ArrayList
 8: dup
 9: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList. init :()V
 12: putfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 15: return
 public void someMethod(java.lang.String);
 Code:
 0: aload_0
 1: getfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 4: astore_2
 5: aload_2
 6: ifnull 41
 9: aload_2
 10: invokeinterface #5, 1 // InterfaceMethod java/util/List.size:()I
 15: ifle 41
 18: aload_2
 19: aload_1
 20: invokeinterface #6, 2 // InterfaceMethod java/util/List.contains:(Ljava/lang/Object;)Z
 25: ifeq 41
 28: getstatic #7 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 31: aload_2
 32: aload_1
 33: invokeinterface #8, 2 // InterfaceMethod java/util/List.indexOf:(Ljava/lang/Object;)I
 38: invokevirtual #9 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
 41: return
}

此时局部变量表中 0 为 this , 1 为 param? 2 为局部变量? data

直接使用成员变量的例子

public class ThisDemo {
 private List String data new ArrayList ();
 public void someMethod(String param) {
 if (data ! null data.size() 0 data.contains(param)) {
 System.out.println(data.indexOf(param));
}

编译 javac ThisDemo.java

反汇编 ?javap -c ThisDemo

public class com.imooc.basic.learn_source_code.local.ThisDemo {
 public com.imooc.basic.learn_source_code.local.ThisDemo();
 Code:
 0: aload_0
 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object. init :()V
 4: aload_0
 5: new #2 // class java/util/ArrayList
 8: dup
 9: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList. init :()V
 12: putfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 15: return
 public void someMethod(java.lang.String);
 Code:
 0: aload_0
 1: getfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 4: ifnull 48
 7: aload_0
 8: getfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 11: invokeinterface #5, 1 // InterfaceMethod java/util/List.size:()I
 16: ifle 48
 19: aload_0
 20: getfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 23: aload_1
 24: invokeinterface #6, 2 // InterfaceMethod java/util/List.contains:(Ljava/lang/Object;)Z
 29: ifeq 48
 32: getstatic #7 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 35: aload_0
 36: getfield #4 // Field data:Ljava/util/List;
 39: aload_1
 40: invokeinterface #8, 2 // InterfaceMethod java/util/List.indexOf:(Ljava/lang/Object;)I
 45: invokevirtual #9 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
 48: return
}