Java-初识 .class 文件

一、概述

class文件全名称为 Java class 文件，主要在平台无关性和网络移动性方面使 Java 更适合网络。该文件打破了 C 或者 C++ 等语言所遵循的传统，使用这些传统语言写的程序通常首先被编译，然后被连接成单独的、专门支持特定硬件平台和操作系统的二进制文件。

通常情况下，一个平台上的二进制可执行文件不能在其他平台上工作。而 class文件是可以运行在任何支持 Java虚拟机 的硬件平台和操作系统上的二进制文件。

一个典型 Java 程序产生的过程：

当我们对一个 Java 源程序进行 javac 编译后就会生成 class 文件。

就以 HelloWorld.java 源程序为例：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World ~~");
    }
}

使用 javac 编译

在 Java 中，JVM 可以理解的代码叫作字节码，也就是 .class 文件，它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，并且保留了解释型语言可移植的特点，而通过即时编译器（JIT）又有编译型语言执行效率高的特点。所以 Java 程序运行时比较高效，同时 Java 通过字节码文件和虚拟机之间的关系，实现了平台无关性，一次编译，各平台都可运行。

值得一提的是，不仅是 Java 源程序可以被编译成 .class 文件，有些语言也可以编译成 .class 文件，而且都可以运行在 JVM 上。

所以说 JVM 和语言无关，只要符合 .class 文件的规范，都可以运行。

二、打开 Class 文件

• 方式一：使用文本编辑器打开

我们可以使用一些 文本编辑器 来打开 .class 文件，比如 Nodpad++

可以看到打开之后显示的内容是一些夹杂着字符的乱码，其实文件中包含的是一些字节序列，但有些字节不能显示为一个字符，所以看起来就是乱码。

我们可以在 Nodpad++ 上下载 HEX-Editor 的插件，就能看到该文件的十六进制内容了（使用Nodepad++工具查看文件的十六进制）

• 方式二：编写代码读取 class 文件的内容并显示

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Scanner;

public class ReadDis {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入当前目录下要显示的文件名：");
        String fileName = scanner.next();
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(fileName);
        byte[] data = new byte[inputStream.available()];
        int read = inputStream.read(data);
        inputStream.close();

        System.out.println("文件内容：");

        showASCII(data);
        showHex(data);
    }


    // 显示为ASCII格式
    public static void showASCII(byte[] data) throws UnsupportedEncodingException {
        System.out.println("\r\n\t文件的ASCII内容");
        String ascData = new String(data, "ASCII");
        for (int i = 0; i < ascData.length(); i+=40) {
            int t = i+40;
            if (t>ascData.length()) {
                t=ascData.length();
            }
            String len = ascData.substring(i,t);
            System.out.print(len);
        }
    }

    // 显示为十六进制格式
    public static void showHex(byte[] data) {
        System.out.println("\r\n\t文件的十六进制内容");
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(data[i] & 0xFF);
            if (hex.length() < 2) {
                hex = "0" + hex;
            }
            System.out.print(hex + "");
            if ((i+1)%16==0) {
                System.out.println();
            }
        }
    }
}

• 方式三：在命令行执行 javap -c -s -p HelloWorld.class 命令

javap 是 JDK 自带的反编译工具，是给 JVM 看的代码。

• 方式四：使用反编译工具

可以使用一些反编译工具，比如：Q-dir，或者是开发工具，比如：IDEA 等打开 .class，打开之后看到的为反编译内容。

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三、class 文件内容

在官网中有明确的说明文档：https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html

不过是英文的，或者借鉴博客：详解.class文件