Code屬性

code屬性是方法的一個(gè)最重要的屬性。 因?yàn)樗锩娲娣诺氖欠椒ǖ淖止?jié)碼指令， 除此之外還存放了和操作數(shù)棧，局部變量相關(guān)的信息。 所有不是抽象的方法， 都必須在method_info中的attributes中有一個(gè)Code屬性。下面是Code屬性的結(jié)構(gòu)， 為了更直觀的展示Code屬性和method_info的包含關(guān)系， 特意畫出了method_info：

下面依次介紹code屬性中的各個(gè)部分。

attribute_name_index指向常量池中的一個(gè)CONSTANT_Utf8_info ， 這個(gè)CONSTANT_Utf8_info 中存放的是當(dāng)前屬性的名字 “Code” 。

attribute_length給出了當(dāng)前Code屬性的長度（不包括前六字節(jié)）。

max_stack 指定當(dāng)前方法被執(zhí)行引擎執(zhí)行的時(shí)候， 在棧幀中需要分配的操作數(shù)棧的大小。

max_locals指定當(dāng)前方法被執(zhí)行引擎執(zhí)行的時(shí)候， 在棧幀中需要分配的局部表量表的大小。注意， 這個(gè)數(shù)字并不是局部變量的個(gè)數(shù)， 因?yàn)楦鶕?jù)局部變量的作用域不同， 在執(zhí)行到一個(gè)局部變量以外時(shí)， 下一個(gè)局部變量可以重用上一個(gè)局部變量的空間（每個(gè)局部變量在局部變量表中占用一個(gè)或兩個(gè)Slot）。 方法中的局部變量包括方法的參數(shù)， 方法的默認(rèn)參數(shù)this， 方法體中定義的變量， catch語句中的異常對象。 關(guān)于執(zhí)行引擎的相關(guān)內(nèi)容會(huì)在后面的博客中講到。

code_length指定該方法的字節(jié)碼的長度， class文件中每條字節(jié)碼占一個(gè)字節(jié)。

code存放字節(jié)碼指令本身， 它的長度是code_length個(gè)字節(jié)。

exception_table_length 指定異常表的大小

exception_table就是所謂的異常表， 它是對方法體中try-catch_finally的描述。 exception_table可以看做是一個(gè)數(shù)組， 每個(gè)數(shù)組項(xiàng)是一個(gè)exception_info結(jié)構(gòu)， 一般來說每個(gè)catch塊對應(yīng)一個(gè)exception_info，編譯器也可能會(huì)為當(dāng)前方法生成一些exception_info。 exception_info的結(jié)構(gòu)如下（為了直觀的顯示exception_info， exception_table和Code屬性的關(guān)系， 畫出了Code屬性，的話讀者就會(huì)更清楚各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的位置關(guān)系和包含關(guān)系）：

下面講解exception_info中的各個(gè)字段的意思。

start_pc是從字節(jié)碼（Code屬性中的code部分）起始處到當(dāng)前異常處理器起始處的偏移量。

end_pc是從字節(jié)碼起始處到當(dāng)前異常處理器末尾的偏移量。

handler_pc是指當(dāng)前異常處理器用來處理異常（即catch塊）的第一條指令相對于字節(jié)碼開始處的偏移量。

catch_type是一個(gè)常量池索引， 指向常量池中的一個(gè)CONSTANT_Class_info數(shù)據(jù)項(xiàng)， 該數(shù)據(jù)項(xiàng)描述了catch塊中的異常的類型信息。這個(gè)類型必須是java.lang.Throwable的或其子類。

所以可以總結(jié)， 一個(gè)異常處理器（exception_info）的意思是： 如果偏移量從start_pc到end_pc之間的字節(jié)碼出現(xiàn)了catch_type描述的類型的異常， 那么就跳轉(zhuǎn)到偏移量為handler_pc的字節(jié)碼處去執(zhí)行。如果catch_type為0， 就代表不引用任何常量池項(xiàng)（再回顧一下， 常量池中的項(xiàng)是從1開始計(jì)的）， 那么這個(gè)exception_info用于實(shí)現(xiàn)finally子句。

我們一直在介紹Code屬性， 只不過剛才進(jìn)行了一個(gè)小插曲， 介紹了Code屬性中的exception_table中的exception_info的詳細(xì)信息。 下面我們繼續(xù)介紹Code 屬性中的其他信息， 希望讀者不要被繞暈了 : )

attributes_count 表示當(dāng)前Code 屬性中存在的其他屬性的個(gè)數(shù)。 現(xiàn)在我們知道， class中的屬性， 不僅會(huì)出現(xiàn)在頂層的class中， 會(huì)存在field_info中， 會(huì)存在method_info中， 甚至還會(huì)出現(xiàn)在屬性中。 

attributes可以看做是一個(gè)數(shù)組， 里面存放了Code屬性中的其他屬性。 Code 屬性中可以出現(xiàn)的其他屬性有LineNumberTable和LocalVariableTable 。 這兩個(gè)屬性會(huì)在下面介紹。

LineNumberTable屬性

LineNumberTable屬性存在于Code屬性中， 它建立了字節(jié)碼偏移量到源代碼行號之間的聯(lián)系。 這個(gè)屬性是可選的， 編譯器可以選擇不生成該屬性。下面是該屬性的結(jié)構(gòu)（同樣給出了全局的位置關(guān)系，LineNumberTable在圖的右下角部分）：

由于這個(gè)屬性并不是重點(diǎn)， 我們在此簡單的講述。 

每個(gè)LineNumberTable中的line_number_table部分， 可以看做是一個(gè)數(shù)組， 數(shù)組的每項(xiàng)是一個(gè)line_number_info ， 每個(gè)line_number_info 結(jié)構(gòu)描述了一條字節(jié)碼和源碼行號的對應(yīng)關(guān)系。 其中start_pc是這個(gè)line_number_info 描述的字節(jié)碼指令的偏移量， line_number是這個(gè)line_number_info 描述的字節(jié)碼指令對應(yīng)的源碼中的行號。可以看出， 方法中的每條字節(jié)碼都對應(yīng)一個(gè)line_number_info ， 這些line_number_info 中的line_number可以指向相同的行號， 因?yàn)橐恍性创a可以編譯出多條字節(jié)碼。

LocalVariableTable屬性 

LocalVariableTable 屬性建立了方法中的局部變量與源代碼中的局部變量之間的對應(yīng)關(guān)系。 這個(gè)屬性存在于Code屬性中。 這個(gè)屬性是可選的， 編譯器可以選擇不生成這個(gè)屬性。該屬性的結(jié)構(gòu)如下：（同樣給出了全局的位置關(guān)系圖，LocalVariableTable 在該圖的右下角 ）

由于這個(gè)屬性相對不那么重要， 這里只是大概講解一下。

每個(gè)LocalVariableTable 的local_variable_table部分可以看做是一個(gè)數(shù)組， 每個(gè)數(shù)組項(xiàng)是一個(gè)叫做local_variable_info的結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)描述了某個(gè)局部變量的變量名和描述符， 還有和源代碼的對應(yīng)關(guān)系。下面講解local_variable_info的各個(gè)部分：

start_pc是當(dāng)前l(fā)ocal_variable_info所對應(yīng)的局部變量的作用域的起始字節(jié)碼偏移量；

length是當(dāng)前l(fā)ocal_variable_info所對應(yīng)的局部變量的作用域的大小。 也就是從字節(jié)碼偏移量start_pc 到start_pc+length就是當(dāng)前局部變量的作用域范圍；

name_index指向常量池中的一個(gè)CONSTANT_Utf8_info， 該CONSTANT_Utf8_info描述了當(dāng)前局部變量的變量名；

descriptor_index指向常量池中的一個(gè)CONSTANT_Utf8_info， 該CONSTANT_Utf8_info描述了當(dāng)前局部變量的描述符；

index描述了在該方法被執(zhí)行時(shí)，當(dāng)前局部變量在棧幀中局部變量表中的位置。 

由此可知， 方法中的每個(gè)局部變量都會(huì)對應(yīng)一個(gè)local_variable_info 。 

Exceptions屬性

首先需要說明， Exceptions屬性不是存在于Code屬性中的， 它存在于method_info中的attributes中。 和Code屬性是平級的。 這個(gè)屬性描述的是方法聲明的可能會(huì)拋出的異常， 也就是方法定義后面的throws聲明的異常列表， 請不要和上面提到的異常處理器混淆。 異常處理器描述了方法的字節(jié)碼如何處理異常， 而Exceptions屬性描述方法可能會(huì)拋出哪些以異常。下面講解Exceptions屬性的結(jié)構(gòu)（左下角為Exceptions屬性）：

下面講解Exceptions屬性中的信息。 

attribute_name_index和attribute_length就不多說了， 和其他屬性是一樣的。 

number_of_exceptions是該方法要拋出的異常的個(gè)數(shù)。 

exceptions_index_table可以看做一個(gè)數(shù)組， 這個(gè)數(shù)組中的每一項(xiàng)占兩個(gè)字節(jié)， 這兩個(gè)字節(jié)是對常量池的索引， 它指向一個(gè)常量池中的CONSTANT_Class_info。 這個(gè)CONSTANT_Class_info描述了一個(gè)被拋出的異常的類型。 

總結(jié)

到此為止， 和方法相關(guān)的屬性就介紹完了。 這篇博客講解的內(nèi)容相對比較復(fù)雜。 下面以一個(gè)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證， 實(shí)例代碼：

package com.bjpowernode.test; 
public class Test { 
  public void test() throws Exception{ 
    int localVar = 0; 
    try{ 
      Class.forName("com.bjpowernode.test.Person"); 
    }catch(ClassNotFoundException e){ 
      throw e; 
    }finally{ 
      System.out.println(localVar); 
    } 
  } 
}

反編譯后的test方法部分（省略了常量池等信息）：

public void test() throws java.lang.Exception; 
 flags: ACC_PUBLIC 
 Exceptions: 
  throws java.lang.Exception 
 Code: 
  stack=2, locals=4, args_size=1 
    0: iconst_0 
    1: istore_1 
    2: ldc      #18         // String com.bjpowernode.test.Person 
    4: invokestatic #20         // Method java/lang/Class.forName:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class; 
    7: pop 
    8: goto     24 
   11: astore_2 
   12: aload_2 
   13: athrow 
   14: astore_3 
   15: getstatic   #26         // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 
   18: iload_1 
   19: invokevirtual #32         // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 
   22: aload_3 
   23: athrow 
   24: getstatic   #26         // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 
   27: iload_1 
   28: invokevirtual #32         // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 
   31: return 
  Exception table: 
    from  to target type 
      2   8  11  Class java/lang/ClassNotFoundException 
      2  14  14  any 
  LineNumberTable: 
   line 7: 0 
   line 11: 2 
   line 13: 8 
   line 15: 12 
   line 16: 14 
   line 17: 15 
   line 18: 22 
   line 17: 24 
   line 20: 31 
  LocalVariableTable: 
   Start Length Slot Name  Signature 
       0   32   0 this  Lcom/bjpowernode/test/Test; 
       2   30   1 localVar  I 
      12    2   2   e  Ljava/lang/ClassNotFoundException; 

結(jié)合上面的講解和圖解， 再分析反編譯的結(jié)果， 就一目了然了： 所有的結(jié)果是一個(gè)method_info， method_info開始處是訪問標(biāo)志信息。 然后是method_info的 Exceptions屬性 ， Exceptions屬性屬性下面是Code屬性， Code屬性中又包括字節(jié)碼， 異常處理器 ，LineNumberTable屬性和LocalVariableTable 屬性。 

所以會(huì)直接或間接的和method_info有聯(lián)系， 最后給出一張全局圖， 這樣的話， 讀者就比較明確， 一個(gè)完整的方法， 是如何在class文件中描述的，由于考慮到復(fù)雜性， 這些屬性或其他數(shù)據(jù)項(xiàng)中， 對常量池的引用均未畫出：

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