深入理解Java虚拟机（周志明第三版）- 第六章：类文件结构_读懂二进制文件读操作的基本流程,理解节点类、转换类和包装类之间的关系

系列文章目录

第一章： 走近Java
第二章： Java内存区域与内存溢出异常
第三章： Java垃圾收集器与内存分配策略

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一、概述

随着虚拟机以及大量建立在虚拟机之上的程序语言如雨后春笋般出现并蓬勃发展， 把我们编写的程序编译成二进制本地机器码（Native Code）已不再是唯一的选择，越来越多的程序语言选择了与操作系统和机器指令集无关的、平台中立的格式作为程序编译后的存储格式。

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二、无关性的基石

Java的口号：一次编写，到处运行。

各种不同平台的Java虚拟机，以及所有平台都统一支持的程序存储格式-字节码（Byte Code）是构成平台无关性的基石。

实现语言无关性的基础仍然是虚拟机和字节码存储格式。Java虚拟机不与包括Java语言在内的任何程序语言绑定，它只与“Class文件”这种特定的二进制文件格式所关联，Class文件中包含了Java虚拟机指令集、符号表以及若干其他辅助信息。

Java语言中的各种语法、关键字、常量变量和运算符号的语义最终都会由多条字节码指令组合来表达，这决定了字节码指令所能提供的语言描述能力必须比Java语言本身更加强大才行。因此，有一些Java语言本身无法有效支持的语言特性并不代表在字节码中也无法有效表达出来，这为其他程序语言实现一些有别于Java的语言特性提供了发挥空间。

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三、Class类文件的结构

        Class文件是一组以8个字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑地排列在文件之中，中间没有添加任何分隔符，这使得整个Class文件中存储的内容几乎全部是程序运行的必要数据，没有空隙存在。当遇到需要占用8个字节以上空间的数据项时，则会按照高位在前[2]的方式分割成若干个8个字节进行存储（即Big-Endian大端字节序）。

根据《Java虚拟机规范》的规定，Class文件格式采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据，这种伪结构中只有两种数据类型：“无符号数”和“表“:
        -无符号数属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值。
        -表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，为了便于区分，所有表的命名都习惯性地以“_info”结尾。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上也可以视作是一张表
  
无论是无符号数还是表，当需要描述同一类型但数量不定的多个数据时，经常会使用一个前置的容量计数器加若干个连续的数据项的形式，这时候称这一系列连续的某一类型的数据为某一类型的“集合”。

									Class文件格式
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魔数与Class文件的版本

        每个Class文件的头4个字节被称为魔数，唯一作用是确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件，值为0xCAFEBABE（咖啡宝贝）。紧接着魔数的4个字节存储的是Class文件的版本号：第5和第6个字节是次版本号（Minor Version），第7和第8个字节是主版本号（M ajor Version）。

Java的版本号是从45开始的，JDK 1.1之后的每个JDK大版本发布主版本号向上加1（JDK 1.0～1.1使用了45.0～45.3的版本号），高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件，但不能运行以后版本的Class文件，因为《Java虚拟机规范》在Class文件校验部分明确要求了即使文件格式并未发生任何变化，虚拟机也必须拒绝执行超过其版本号的Class 文件。

常量池

        紧接着主、次版本号之后的是常量池入口，由于常量池中常量的数量是不固定的，所以在常量池的入口需要放置一项u2类型的数据，代表常量池容量计数值（constant_pool_count）。与Java中语言习惯不同，这个容量计数是从1而不是0开始 的，十进制的22，这就代表常量池中有21项常量，索引值范围为1～21。

常量池中主要存放两大类常量：

• 字面量（Literal）：如文本字符串、被声明为final的常量值等
• 符号引用（Symbolic References）：主要包括被模块导出或者开放的包、类和接口的全限定名、字段的名称和描述符、·方法的名称和描述符、方法句柄和方法类型、动态调用点和动态常量

常量池中每一项常量都是一个表，截至JDK13，常量表中分别有17种不同类型的常量。（这17类表都有一个共同的特点，表结构起始的第一位是个u1类型的标志位（tag，代表着当前常量属于哪种常量类型。）

由于Class文件中方法、字段等都需要引用CONSTANT_Utf8_info型常量来描述名 称，所以CONSTANT_Utf8_info型常量的最大长度也就是Java中方法、字段名的最大长度。而这里的最大长度就是length的最大值，既u2类型能表达的最大值65535。所以Java程序中如果定义了超过64KB 英文字符的变量或方法名，即使规则和全部字符都是合法的，也会无法编译

访问标志

        在常量池结束之后，紧接着的2个字节代表访问标志（access_flags），这个标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息，包括：这个Class是类还是接口；是否定义为public类型；是否定义为abstract 类型；如果是类的话，是否被声明为fina等等

类索引、父类索引与接口索引集合

        类索引（this_class）和父类索引（super_class）都是一个u2类型的数据，而接口索引集合（interfaces）是一组u2类型的数据的集合，Class文件中由这三项数据来确定该类型的继承关系。类索引用于确定这个类的全限定名，父类索引用于确定这个类的父类的全限定名。由于Java语言不允许多重继承，所以父类索引只有一个，除了java.lang.Object之外，所有的Java类都有父类，因此除了java.lang.Object外，所有Java类的父类索引都不为0。接口索引集合就用来描述这个类实现了哪些接口，这些被实现的接口将按implements关键字（如果这个Class文件表示的是一个接口，则应当是extends关键字）后的接口顺序从左到右排列在接口索引集合中。

类索引、父类索引和接口索引集合都按顺序排列在访问标志之后，类索引和父类索引用两个u2类型的索引值表示，它们各自指向一个类型为CONSTANT_Class_info的类描述符常量，通过CONSTANT_Class_info类型的常量中的索引值可以找到定义在CONSTANT_Utf8_info类型的常量中的全限定名字符串。

对于接口索引集合，入口的第一项u2类型的数据为接口计数器（interfaces_count），表示索引表的容量。如果该类没有实现任何接口，则该计数器值为0，后面接口的索引表不再占用任何字节。

字段表集合

        字段表（field_info）用于描述接口或者类中声明的变量。Java语言中的“字段”（Field）包括类级变量以及实例级变量，但不包括在方法内部声明的局部变量。字段可以包括的修饰符有字段的作用域（public、private、protected修饰符）、是实例变量还是类变量（static修饰符）、可变性（final）、并发可见性（volatile修饰符，是否强制从主内存读写）、可否被序列化（transient修饰符）、字段数据类型（基本类型、对象、数组）、字段名称。

上述这些信息中，各个修饰符都是布尔值，要么有某个修饰符，要么没有，很适合使用标志位来表示。而字段叫做什么名字、字段被定义为什么数据类型，这些都是无法固定的，只能引用常量池中的常量来描述。

										字段表结构图
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access_flags：字段访问标志

name_index：字段的简单名称（sum()方法的简单名称就是"sum"）

descriptor_index：字段和方法的描述符（描述字段的数据类型、方法的参数列表（包括数量、类型以及顺序）和返回值）
  
基本数据类型（byte、char、double、float、int、long、short、boolean）以及代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示，而对象类型则用字符L加对象的全限定名来表示。对于数组类型，每一维度将使用一个前置的“[”字符来描述，如一个定义为“java.lang.String[][]”类型的二维数组将被记录成“[[Ljava/lang/String；”，一个整型数组“int[]”将被记录成“[I”。)
  
如方法void inc()的描述符为“()V”，方法java.lang.String toString()的描述符为“()Ljava/lang/String；”，方法int indexOf(char[]source，int sourceOffset，int sourceCount，char[]target， int targetOffset，int targetCount，int fromIndex)的描述符为“([CII[CIII)I”。

        字段表集合中不会列出从父类或者父接口中继承而来的字段，但有可能出现原本Java代码之中不存在的字段，譬如在内部类中为了保持对外部类的访问性，编译器就会自动添加指向外部类实例的字段。另外，在Java语言中字段是无法重载的，两个字段的数据类型、修饰符不管是否相同，都必须使用不一样的名称，但是对于Class文件格式来讲，只要两个字段的描述符不是完全相同，那字段重名就是合法的。

方法表集合

        Class文件存储格式中对方法的描述与对字段的描述采用了几乎完全一致的方式，方法表的结构如同字段表一样，依次包括访问标志（access_flags）、名称索引（name_index）、描述符索引（descriptor_index）、属性表集合（attributes）几项，这些数据项目的含义也与字段表中的非常类似，仅在访问标志和属性表集合的可选项中有所区别。

										方法表结构图
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access_flags：方法访问标志

        如果父类方法在子类中没有被重写（Override），方法表集合中就不会出现来自父类的方法信息。但同样地，有可能会出现由编译器自动添加的方法，最常见的便是类构造器“()”方法和实例构造器“()”方法

在Java语言中，要重载（Overload）一个方法，除了要与原方法具有相同的简单名称之外，还要求必须拥有一个与原方法不同的特征签名。特征签名是指一个方法中各个参数在常量池中的字段符号引用的集合，也正是因为返回值不会包含在特征签名之中，所以Java语言里面是无法仅仅依靠返回值的不同来对一个已有方法进行重载的。
但是在Class文件格式之中，特征签名的范围明显要更大一些， 只要描述符不是完全一致的两个方法就可以共存。也就是说，如果两个方法有相同的名称和特征签 名，但返回值不同，那么也是可以合法共存于同一个Class文件中的。

属性表集合

描述某些场景专有的信息。

1、Code属性

Java程序方法体里面的代码经过Javac编译器处理之后，最终变为字节码指令存储在Code属性内。Code属性出现在方法表的属性集合之中，但并非所有的方法表都必须存在这个属性，譬如接口或者抽象类中的方法就不存在Code属性，如果方法表有Code属性存在，那么它的结构将如图所示

attribute_name_index是一项指向CONSTANT_Utf8_info型常量的索引
此常量值固定为“Code”，它代表了该属性的属性名称。

attribute_length指示了属性值的长度
由于属性名称索引与属性长度一共为6个字节，所以属性值的长度固定为整个属性表长度减去6个字节

max_stack代表了操作数栈（Operand Stack）深度的最大值
在方法执行的任意时刻，操作数栈都不会超过这个深度。虚拟机运行的时候需要根据这个值来分配栈帧（Stack Frame）中的操作栈深度。

max_locals代表了局部变量表所需的存储空间。
max_locals的单位是变量槽（Slot），变量槽是虚拟机为局部变量分配内存所使用的最小单位。对于byte、char、float、int、short、boolean和returnAddress等长度不超过32位的数据类型，每个局部变量占用一个变量槽，而double和long这两种64 位的数据类型则需要两个变量槽来存放。方法参数（包括实例方法中的隐藏参数“this”）、显式异常处理程序的参数（Exception Handler Parameter，就是try-catch语句中catch块中所定义的异常）、方法体中定义的局部变量都需要依赖局部变量表来存放。操作数栈和局部变量表直接决定一个该方法的栈帧所耗费的内存，不必要的操作数栈深度和变量槽数量会造成内存的浪费。
  
Java虚拟机的做法是将局部变量表中的变量槽进行重用，当代码执行超出一个局部变量的作用域时，这个局部变量所占的变量槽可以被其他局部变量所使用，Javac编译器会根据变量的作用域来分配变量槽给各个变量使用，根据同时生存的最大局部变量数量和类型计算出max_locals的大小。
  
在任何实例方法里面，都可以通过“this”关键字访问到此方法所属的对象：通过在Javac编译器编译的时候把对this关键字的访问转变为对一个普通方法参数的访问，然后在虚拟机调用实例方法时自动传入此参数而已。因此在实例方法的局部变量表中至少会存在一个指向当前对象实例的局部变量，局部变量表中也会预留出第一个变量槽位来存放对象实例的引用，所以实例方法参数值从1开始计算。
(这个处理只对实例方法有效，静态static方法就没有)

code_length和code用来存储Java源程序编译后生成的字节码指令
code_length代表字节码长度， code是用于存储字节码指令的一系列字节流。每个指令就是一个u1类型的单字节，当虚拟机读取到code中的一个字节码时，就可以对应找出这个字节码代表的是什么指 令，并且可以知道这条指令后面是否需要跟随参数，以及后续的参数应当如何解析。我们知道一个u1 数据类型的取值范围为0x00～0xFF，对应十进制的0～255，也就是一共可以表达256条指令。
  
code_length虽然它是一个u4类型的长度值，理论上最大值可以达到2的32次幂，但是《Java虚拟机规范》中明确限制了一个方法不允许超过65535条字节码指令，即它实际只使用了u2的长度，如果超过这个限制，Javac编译器就会拒绝编译。一般来讲，编写Java代码时只要不是刻意去编写一个超级长的方法来为难编译器，是不太可能超过这个最大值的限制的。

exception_table_length：异常表长度

exception_table：异常表。异常表对于Code 属性来说并不是必须存在的，如果存在则结构如下
含义为：如果当字节码从第start_pc行[1]到第end_pc行之间（不含第end_pc行）出现了类型为catch_type或者其子类的异常
（catch_type为指向一个CONSTANT_Class_info型常量的索引），则转到第handler_pc行继续处理。当
catch_type的值为0时，代表任意异常情况都需要转到handler_pc处进行处理。

2、Exceptions属性

用于列举出方法中可能抛出的受查异常（Checked Excepitons），也就是方法描述时在throws关键字后面列举的异常

3、LineNumberTable属性

用于描述Java源码行号与字节码行号（字节码的偏移量）之间的对应关系

4、LocalVariableTable及LocalVariableTypeTable属性

用于描述栈帧中局部变量表的变量与Java源码中定义的变量之间的关系（64为数据类型（long和double）占用两个变量槽）

5、SourceFile及SourceDebugExtension属性

SourceFile属性用于记录生成这个Class文件的源码文件名称；
SourceDebugExtension属性用于存储额外的代码调试信息

6、ConstantValue属性

用于通知虚拟机自动为静态变量赋值（只有被static关键字修饰的变量才可以使用这项属性）

7、InnerClasses属性

用于记录内部类与宿主类之间的关联。如果一个类中定义了内部类，那编译器将会为它以及它所包含的内部类生成InnerClasses属性

8、Deprecated及Synthetic属性

Deprecated属性用于表示某个类、字段或者方法，已经被程序作者定为不再推荐使用，它可以通过代码中使用“@deprecated”注解进行设置

Synthetic属性代表此字段或者方法并不是由Java源码直接产生的，而是由编译器自行添加的

9、StackMapTable属性

位于Code 属性的属性表中。在虚拟机类加载的字节码验证阶段被新类型检查验证器（Type Checker）使用。目的在于代替以前比较消耗性能的基于数据流分析的类型推导验证器

10、Signature属性

可选的定长属性，可以出现于类、字段表和方法表结构的属性表中。任何类、接口、初始化方法或成员的泛型签名如果包含了类型变量（Type Variable）或参数化类型（Parameterized Type），则Signature属性会为它记录泛型签名信息

11、BootstrapMethods属性

一个复杂的变长属性，位于类文件的属性表中，用于保存invokedynamic指令引用的引导方法限定符

12、MethodParameters属性

一个用在方法表中的变长属性，用于记录方法的各个形参名称和信息

13、模块化相关属性

14、运行时注解相关属性

提供了对注解（Annotation）的支持，为了存储源码中注解信息，包含：

RuntimeVisibleAnnotations
RuntimeInvisibleAnnotations
RuntimeVisibleParameterAnnotations
RuntimeInvisibleParameterAnnotations
RuntimeVisibleTypeAnnotations
RuntimeInvisibleTypeAnnotations

以RuntimeVisibleAnnotations为例，RuntimeVisibleAnnotations是一个变长属性，它记录了类、字段或方法的声明上记录运行时可见注解，当我们使用反射API来获取类、字段或方法上的注解时，返回值就是通过这个属性来取到的

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四、字节码指令

简介

Java虚拟机的指令由一个字节长度的、代表着某种特定操作含义的数字（称为操作码，Opcode） 以及跟随其后的零至多个代表此操作所需的参数（称为操作数，Operand）构成。由于Java虚拟机采用面向操作数栈而不是面向寄存器的架构，所以大多数指令都不包含操作数，只有一个操作码，指令参数都存放在操作数栈中。

字节码与数据类型

在Java虚拟机的指令集中，大多数指令都包含其操作所对应的数据类型信息。如iload指令用于从局部变量表中加载int型的数据到操作数栈中，而fload指令加载的则是float类型的数据。这两条指令的操作在虚拟机内部可能会是由同一段代码来实现的，但在Class文件中它们必须拥有各自独立的操作码。

对于大部分与数据类型相关的字节码指令，它们的操作码助记符中都有特殊的字符来表明专门为哪种数据类型服务：i代表对int类型的数据操作，l代表long，s代表short，b代表byte，c代表char，f代表float，d代表double，a代表reference。也有一些指令的助记符中没有明确指明操作类型的字母，例如arraylength指令，它没有代表数据类型的特殊字符，但操作数永远只能是一个数组类型的对象。还有另外一些指令，例如无条件跳转指令goto则是与数据类型无关的指令。

图-Java虚拟机指令集所支持的数据类型

可知大部分指令都没有支持整数类型byte、char和short，甚至没有任何指令支持boolean类型。编译器会在编译期或运行期将byte和short类型的数据带符号扩展（Sign-Extend）为相应的int类型数据，将boolean和char类型数据零位扩展（Zero-Extend）为相应的int类型数据。与之类似，在处理boolean、byte、short和char类型的数组时，也会转换为使用对应的int类型的字节码指令来处理。因此，大多数对于boolean、byte、short和char类型数据的操作，实际上都是使用相应的对int类型作为运算类型（Computational Type）来进行的

指令

1、加载和存储指令

加载和存储指令用于将数据在栈帧中的局部变量表和操作数栈之间来回传输：

将一个局部变量加载到操作栈：iload、iload_、lload、lload_、fload、fload_、dload、dload_、aload、aload_（iload_0等同于iload）
  
将一个数值从操作数栈存储到局部变量表：istore、istore_、lstore、lstore_、fstore、fstore_、dstore、dstore_、astore、astore_
  
将一个常量加载到操作数栈：bipush、sipush、ldc、ldc_w、ldc2_w、aconst_null、iconst_m1、iconst_、lconst_、fconst_、dconst_
  
扩充局部变量表的访问索引的指令：wide

2、运算指令

算术指令用于对两个操作数栈上的值进行某种特定运算，并把结果重新存入到操作栈顶。

加法指令：iadd、ladd、fadd、dadd
减法指令：isub、lsub、fsub、dsub
乘法指令：imul、lmul、fmul、dmul
除法指令：idiv、ldiv、fdiv、ddiv
求余指令：irem、lrem、frem、drem
取反指令：ineg、lneg、fneg、dneg
位移指令：ishl、ishr、iushr、lshl、lshr、lushr
按位或指令：ior、lor
按位与指令：iand、land
按位异或指令：ixor、lxor
局部变量自增指令：iinc
比较指令：dcmpg、dcmpl、fcmpg、fcmpl、lcmp

3、类型转换指令

类型转换指令可以将两种不同的数值类型相互转换，一般用于实现用户代码中的显式类型转换操作，或者处理字节码指令集中数据类型相关指令无法与数据类型一一对应的问题

Java虚拟机直接支持（即转换时无须显式的转换指令）以下数值类型的宽化类型转换（Widening Numeric Conversion，即小范围类型向大范围类型的安全转换）：

int类型到long、float或者double类型、long类型到float、double类型、 float类型到double类型

处理窄化类型转换（Narrowing Numeric Conversion）时必须显式地使用指令，这些转换指令包括i2b、i2c、i2s、l2i、f2i、f2l、d2i、d2l和d2f。窄化类型转换可能会导致转换结果产生不同的正负号、不同的数量级的情况，转换过程很可能会导致数值的精度丢失。

4、对象创建与访问指令

创建类实例的指令：new
  
创建数组的指令：newarray、anewarray、multianewarray
  
访问类字段（static字段，或者称为类变量）和实例字段（非static字段，或者称为实例变量）的指令：getfield、putfield、getstatic、putstatic
  
把一个数组元素加载到操作数栈的指令：baload、caload、saload、iaload、laload、faload、daload、aaload
  
将一个操作数栈的值储存到数组元素中的指令：bastore、castore、sastore、iastore、fastore、dastore、aastore
  
取数组长度的指令：arraylength
  
检查类实例类型的指令：instanceof、checkcast

5、操作数栈管理指令

将操作数栈的栈顶一个或两个元素出栈：pop、pop2
  
复制栈顶一个或两个数值并将复制值或双份的复制值重新压入栈顶：dup、dup2、dup_x1、dup2_x1、dup_x2、dup2_x2
  
将栈最顶端的两个数值互换：swap

6、控制转移指令

控制转移指令可以让Java虚拟机有条件或无条件地从指定位置指令（而不是控制转移指令）的下一条指令继续执行程序（从概念模型上理解，可以认为控制指令就是在有条件或无条件地修改PC寄存器的值）

条件分支：ifeq、iflt、ifle、ifne、ifgt、ifge、ifnull、ifnonnull、if_icmpeq、if_icmpne、if_icmplt、if_icmpgt、if_icmple、if_icmpge、if_acmpeq和if_acmpne
  
复合条件分支：tableswitch、lookupswitch
  
无条件分支：goto、goto_w、jsr、jsr_w、ret

7、方法调用和返回指令

invokevirtual指令：用于调用对象的实例方法，根据对象的实际类型进行分派（虚方法分派）， 这也是Java语言中最常见的方法分派方式
  
invokeinterface指令：用于调用接口方法，它会在运行时搜索一个实现了这个接口方法的对象，找出适合的方法进行调用
  
invokespecial指令：用于调用一些需要特殊处理的实例方法，包括实例初始化方法、私有方法和父类方法
  
invokestatic指令：用于调用类静态方法（static方法）
  
invokedynamic指令：用于在运行时动态解析出调用点限定符所引用的方法。并执行该方法。前面四条调用指令的分派逻辑都固化在Java虚拟机内部，用户无法改变，而invokedynamic指令的分派逻辑是由用户所设定的引导方法决定的
  
方法调用指令与数据类型无关，而方法返回指令是根据返回值的类型区分的，包括ireturn（当返回值是boolean、byte、char、short和int类型时使用）、lreturn、freturn、dreturn和areturn，另外还有一条return指令供声明为void的方法、实例初始化方法、类和接口的类初始化方法使用。

8、异常处理指令

在Java程序中显式抛出异常的操作（throw语句）都由athrow指令来实现，处理异常（catch语句）不是由字节码指令来实现的（很久之前曾经使用jsr和ret指令来实现，现在已经不用了），而是采用异常表来完成

9、同步指令

Java虚拟机可以支持方法级的同步和方法内部一段指令序列的同步，这两种同步结构都是使用管程（Monitor，更常见的是直接将它称为“锁”）来实现的

方法级的同步是隐式的，无须通过字节码指令来控制，它实现在方法调用和返回操作之中。虚拟机可以从方法常量池中的方法表结构中的ACC_SYNCHRONIZED访问标志得知一个方法是否被声明为同步方法
  
当方法调用时，调用指令将会检查方法的ACC_SYNCHRONIZED访问标志是否被设置，如果设置了，执行线程就要求先成功持有管程，然后才能执行方法，最后当方法完成（无论是正常完成还是非正常完成）时释放管程
  
在方法执行期间，执行线程持有了管程，其他任何线程都无法再获取到同一个管程。如果一个同步方法执行期间抛出了异常，并且在方法内部无法处理此异常，那这个同步方法所持有的管程将在异常抛到同步方法边界之外时自动释放

同步一段指令集序列通常是由Java语言中的synchronized语句块来表示的，Java虚拟机的指令集中有monitorenter和monitorexit两条指令来支持synchronized关键字的语义，正确实现synchronized关键字需要Javac编译器与Java虚拟机两者共同协作支持
  
为了保证在方法异常完成时monitorenter和monitorexit指令依然可以正确配对执行，编译器会自动产生一个异常处理程序，这个异常处理程序声明可处理所有的异常，它的目的就是用来执行monitorexit指令

代码：
public class SynchronizedDemo {

    public synchronized void write() {
    }

    public void read() {
        synchronized (Object.class) {
        }
    }
    
}

编译后：
D:\SoftWare\IntelliJ_IDEA\workSpace\demo\target\test-classes\com\example\demo>javap -c SynchronizedDemo.class
Compiled from "SynchronizedDemo.java"
public class com.example.demo.SynchronizedDemo {
    public com.example.demo.SynchronizedDemo();
        Code:
        0: aload_0
        1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
        4: return

    public synchronized void write();
        Code:
        0: return

    public void read();
        Code:
        0: ldc           #2                  // class java/lang/Object
        2: dup
        3: astore_1
        4: monitorenter
        5: aload_1
        6: monitorexit
        7: goto          15
        10: astore_2
        11: aload_1
        12: monitorexit
        13: aload_2
        14: athrow
        15: return
    Exception table:
        from    to  target type
        5     7    10   any
        10    13    10   any
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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21
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五、共有设计、私有实现

共有设计：任何一款Java虚拟机实现都必须能够读取Class文件并精确实现包含在其中的Java虚拟机代码的语义

私有实现：只要优化以后Class文件依然可以被正确读取，并且包含在其中的语义能得到完整保持， 那实现者就可以选择以任何方式去实现这些语义，虚拟机在后台如何处理Class文件完全是实现者自己的事情，只要它在外部接口上看起来与规范描述的一致即可，虚拟机实现者可以使用这种伸缩性来让Java虚拟机获得更高的性能、更低的内存消耗或者更好的可移植性，选择哪种特性取决于Java虚拟机实现的目标和关注点是什么

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六、Class文件结构的发展

Class文件格式所具备的平台中立（不依赖于特定硬件及操作系统）、紧凑、稳定和可扩展的特点，是Java技术体系实现平台无关、语言无关两项特性的重要支柱