这是Java基础篇(JVM)的第一篇文章，本来想先说说Java类加载机制的，后来想想，JVM的作用是加载编译器编译好的字节码，并解释成机器码，那么首先应该了解字节码，然后再谈加载字节码的类加载机制似乎会好些，所以这篇改成详解字节码。
由于Java纯面向对象的特性，字节码只要能表示一个类的信息，就可以表示整个Java程序了，JVM只要能加载一个类的信息，就能加载整个程序了。所以，不管是字节码，还是JVM加载机制，关注点都是在类。我关注的点主要在于：
1. 由于字节码不是一次性全部加载进入内存，那么JVM是如何知道自己要加载的类信息在.class文件的哪个位置的？
2. 字节码是如何表示类信息的？
3. 字节码会进行程序的优化吗？
第一个问题很简单，因为哪怕一个源文件有很多个类（只有一个public类），编译器也会为其中每个类都生成一个.class文件，JVM加载时按照需要加载的类名称加载即可。
要解决后面的问题，首先我们来看字节码的组成（Mac下用Hex Fiend打开）。
对这样一段代码：
package com.test.main1;
public class ByteCodeTest {
int num1 = 1;
int num2 = 2;
public int getAdd() {
return num1 + num2;
}
}
class Extend extends ByteCodeTest {
public int getSubstract() {
return num1 - num2;
}
}我们来分析其中的Extend类。
用Hex Fiend打开编译后的.class文件是这样的（16进制代码）：
由于class文件没有分隔符，所以每个位置代表什么、各个部分的长度等格式是严格规定死的，见下表：
其中u1、u2、u4、u8代表几个字节的无符号数，在反编译出来的16进制文件中，两个数字代表一个字节，也就是u1。
从头到尾一项一项地看：
（1）magic：u4，魔数，代表本文件是.class文件。.jpg等也会有这种魔数，正因为魔数存在，即使将*.jpg改成*.123，也能照常打开。
（2）minor version、major version：各u2，版本号，向下兼容，即高版本JDK可以使用低版本的.class文件，反之不行。
（3）constant_pool_count：u2，常量池中常量的数量，0019代表有24个。
（4）接下来就是具体的常量，共constant_pool_count-1个。
常量池通常存两种类型的数据：
字面量：如字符串、final修饰的常量等；
符号引用：如类/接口的全限定名、方法的名称和描述、字段的名称和描述等。
根据反编译出来的数字，首先查下表得到该常量的类型和长度，接下来的与查得的长度相等的数字则表示该常量具体的值。
如070002，就表示该种类型为CONSTANT_Class_info，它的tag为u1，且接下来u2长度为index指向全限定名常量项的索引。这个索引还要结合javap -verbose打开的class文件一起看，这里清晰地列出了常量池中的内容和顺序：
在这里可以看到0002索引项的常量为：com/test/main1/Extend，是类的全限定名。如果是值是字符串，那么需要根据该值转换成十进制并查ASCII码表得到具体的字符。接下来的常量都照此分析：
01001563 6F6D2F74 6573742F 6D61696E 312F4578 74656E64：com/test/main1/Extend
070004：com/test/main1/ByteCodeTest
01001B63 6F6D2F74 6573742F 6D61696E 312F4279 7465436F 64655465 7374：com/test/main1/ByteCodeTest
0100063C 696E6974 3E：<init>
01000328 2956：()V
01000443 6F6465：Code
0A000300 09：com/test/main1/ByteCodeTest、"<init>":()V
0C000500 06：<init>、()V
01000F4C 696E654E 756D6265 72546162 6C65：LineNumberTable
0100124C 6F63616C 56617269 61626C65 5461626C 65：LocalVariableTable
01000474 686973：this
0100174C 636F6D2F 74657374 2F6D6169 6E312F45 7874656E 643B：Lcom/test/main1/Extend;
01000C67 65745375 62737472 616374：getSubstract
01000328 2949：()I
09000100 11：com/test/main1/Extend、num1:I
0C001200 13：num1、I
0100046E 756D31：num1
01000149：I
09000100 15：com/test/main1/Extend、num2:I
0C001600 13：num2、I
0100046E 756D32：num2
01000A53 6F757263 6546696C 65：SourceFile
01001142 79746543 6F646554 6573742E 6A617661：ByteCodeTest.java
至此，常量池中的常量全部解析完毕。
（5）再接下来是u2的access_flags：access_flags访问标志的主要目的是标记该类是类还是接口，如果是类，访问权限是否为public，是否是abstract，是否被标志为final等，见下表：
Flag_name | Value | Interpretation |
ACC_PUBLIC | 0x0001 | 表示访问权限为public，可以从本包外访问 |
ACC_FINAL | 0x0010 | 表示由final修饰，不允许有子类 |
ACC_SUPER | 0x0020 | 较为特殊，表示动态绑定直接父类，见下面的解释 |
ACC_INTERFACE | 0x0200 | 表示接口，非类 |
ACC_ABSTRACT | 0x0400 | 表示抽象类，不能实例化 |
ACC_SYNTHETIC | 0x1000 | 表示由synthetic修饰，不在源代码中出现，见附录[2] |
ACC_ANNOTATION | 0x2000 | 表示是annotation类型 |
ACC_ENUM | 0x4000 | 表示是枚举类型 |
所以，本类中的access_flags是0020，表示这个Extend类调用父类的方法时，并非是编译时绑定，而是在运行时搜索类层次，找到最近的父类进行调用。这样可以保证调用的结果是一定是调用最近的父类，而不是编译时绑定的父类，保证结果的正确性。这个可以参见文章[1]。
（6）this_class：u2的类索引，用于确定类的全限定名。本类的this_class是0001，表示在常量池中#1索引，是com/test/main1/Extend
（7）super_class：u2的父类索引，用于确定直接父类的全限定名。本类是0003，#3是com/test/main1/ByteCodeTest
（8）interfaces_count：u2，表示当前类实现的接口数量，注意是直接实现的接口数量。本类中是0000，表示没有实现接口。
（9）Interfaces：表示接口的全限定名索引。每个接口u2，共interfaces_count个。本类为空。
（10）fields_count：u2，表示类变量和实例变量总的个数。本类中是0000，无。
（11）fields：fileds的长度为filed_info，filed_info是一个复合结构，组成如下：
filed_info: {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info
}
由于本类无类变量和实例变量，故本字段为空。
（12）methods_count：u2，表示方法个数。本类中是0002，表示有2个。
（13）methods：methods的长度为一个method_info结构：
method_info {
u2 access_flags; 0000 ？
u2 name_index; 0005 <init>
u2 descriptor_index; 0006 ()V
u2 attributes_count; 0001 1个
attribute_info
}
其中attribute_info结构如下：
attribute_info {
u2 attribute_name_index; 0007 Code
u1 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}
上面