「面向 Boss 編程」JVM 鏈接階段之符號引用與

「面向 Boss 編程」JVM 鏈接階段之符號引用與直接引用

VM 架構簡圖

JVM 的類加載子系統（Class Load SubSystem）是 JVM 架構的第一個重要階段，我們最常見的 JVM 架構簡圖是下面這樣事兒的，只瞅一眼就跟明鏡兒似的，類加載子系統的責任那是明明白白的，負責從文件系統或網絡中加載 class 文件到 JVM 運行時數據區。

JVM 架構簡圖

類的加載過程

既然都這么明確了，那只能不繞圈子了，其實類加載子系統還是有點復雜的，并不像上圖那樣跟一個青春妹子一樣單純、可愛、簡單，她的內心你得多少了解點，不然我講不下去了，想留住單純美好時光的肥宅們，可以到此打住了。

類加載子系統雖然只負責將 class 文件加載到 JVM 的運行時數據區，其實她也不管最后能不能執行，反正是符合她的“擇偶”條件就會加載，雖然單純可愛簡單，但是該有的流程還是要有的。

有好事者總結如下：

加載（Loading）：在內存中生成一個代表該 class 類的 java.lang.Class 對象
鏈接（Linking）：其實這個階段還分為驗證、準備、解析三個階段
初始化（Resolution）：執行類構造器方法 <clinit>() 完成初始化操作

類加載子系統

還是有點小復雜，但今天不能重點介紹，說多了就沒有距離感了，還是先保留一點單純可愛簡單吧。

接下來說今天要探討的重點：鏈接（Linking）階段的解析過程（Resolution）。

鏈接（Linking）階段

鏈接（Linking）階段分為了三個階段：驗證（Verification）、準備（Preparation）、解析（Resolution）。

驗證階段，簡單來說，確保 class 文件包含的信息是符合當前虛擬機要求的，確保加載類的正確性，確保其不會危害虛擬機的自身安全；這個階段主要包括四種驗證：文件格式驗證、元數據驗證、字節碼驗證、符號引用驗證。

著名的魔數【CAFEBABE】（諧音：咖啡寶貝）就是在這個階段驗證的，凡是 JVM 標準的 class 文件都是以這個魔數開始的，名字聽著就那么個感覺！

準備階段，簡單來說，就是類變量分配內存并且設置該類的默認初始值，也就是零值；比如定義了一個 static 變量 a=1，在這個階段會默認賦值 a=0，在后面的初始化階段會將 a 賦值為 1。

需要注意的是：
1. 這個階段不包含用 final 修飾的 static 變量，因為 final 會在編譯階段分配
2. 這個階段不包含實例變量的分配與初始化，因為它們會在堆區創建對象時初始化

好了，終于到整體了，接下來就是解析（Resolution）階段啦。

解析階段，簡單來說，就是常量池中的符號引用轉換為直接引用的過程，解析的主要是類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型等，對應到常量池中的CONSTANT_Class_info、 CONSTANT_Fieldref_info、 CONSTANT_Methodref_info 等。

千呼萬喚，終于出來了，接下來就是本篇核心知識點了：符號引用、直接引用了。

符號引用與直接引用

解析階段的主要操作是將類常量池中的符號引用替換為直接引用。啥？（黑人問號臉）

符號引用，簡單說，就是一個字符串，這個字符串定義了被引用項的唯一識別信息，根據這個信息可以無歧義地定位到一個類、字段、方法等。

一句話：就是一個唯一標識符

直接引用，簡單說，就是直接指向目標的指針、相對偏移量或一個間接定位到目標的句柄。

一句話：就是一個直接內存地址的表示

為什么會有符號引用？

符號引用與虛擬機的內存布局無關，引用的目標并不一定加載到內存中，一個 java 類編譯為 class 文件時，java 類并不知道所引用的類的實際地址，因此只能使用符號引用代替。

初始化階段后，已經可以知道被引用項的真實地址（也就是，直接引用）了，解析階段會將常量池內的符號引用替換為直接引用。

各種虛擬機實現的內存布局可能有所不同，但是它們能接受的符號引用都是一致的，因為符號引用的字面量形式明確定義在 Java 虛擬機規范的 Class 文件格式中。

Boss：來一個小示例

Boss 說太干了，來點實際的，要想成功就得讓我聽懂。

有好事者總結了：

（1）我們先寫個 java 版本的 Hello World 小程序（PS ：這個 Boss 再不懂就辭職啦）

public class Hello {
    private static int a=1;  

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(a);
    }
}

（2）寫完后我們編譯一下，有 IDE 的直接自動編譯，沒有的使用 javac 搞一下

（3）編譯成功后可以找到 Hello.class，哎，對就是這個！

（4）然后在 class 文件所在目錄打開命令行，輸入一個神奇命令：javap -v Hello.class

（5）接下來，見證一下奇跡，找尋一下常量池（Constant Pool）

Boss，請看下圖：

這就是編譯后常量池中定義的符號引用了，看看 Ljava/lang/String; 就是代表 java.lang.String 類。

常量池的符號引用

符號引用的常見描述符

本著服務 Boss 的宗旨，這么多描述符，鬼知道是怎么回事啊，Boss 教導說，工作要有總結。

那么，好事者又總結了。

JNI 字符描述符是類描述符、方法描述符、字段描述符的具體的實現規則，描述規則如下：

（1）類描述符 ：以 L 開頭，其后跟著該類的全限定名，并將其中中的 “.” 改為 “/” ，最后分號“；”結束

 類：Java.lang.String
 對應描述符：Ljava/lang/String;

（2）基本類型描述符：基本類型不存在全限定名，故只需要一個符號就可以表達該基本類型

boolean Z
byte    B
char    C
short   S
int     I
long    J
float   F
double  D
void    V

（3）字段描述符 ：格式為字段名:類型

 int num=3;
 字段描述符： num:I
 字段名： num

（4）數組描述符 ：原描述符前加一個 [ 表示一維數組，加兩個[[ 表示二維數組

 String[][] num=null;
 字段描述符：[[Ljava/lang/String;
 字段名：num

（5）方法描述符： (第一個參數的字段描述符第二個參數的字段描述符.....)返回類型的描述符

 # 示例 1
 String test();
 方法描述符：()Ljava/lang/String;
 方法名：test
 
 # 示例 2
 long test(int i, Object c);
 方法描述符：(ILjava/lang/Object;)J
 方法名：test
 
 # 示例 3
 void test(byte[] bytes);
 方法描述符：([B)V
 方法名：test

Boss：來一個小總結

Boss 說得對，來個小總結吧，好事者又開始了表演。

類加載子系統是 JVM 運行數據的第一個階段，這個階段是這種的目標是將 class 文件加載到運行時數據區，創建出對應的 java.lang.Class 對象；
類加載子系統的加載過程又包括三個大階段：加載、鏈接、初始化；
加載階段的作用是在內存中生成一個代表這個類的 java.lang.Class 對象
鏈接階段的作用是完成 class 文件的驗證、分配內存并賦默認值、最后替換常量池的符號引用，也就是驗證、準備、解析三個階段；
符號引用就是一個唯一標識被引用項的字符串，直接引用就是一個直接內存地址的表示，可以是指向目標的指針、相對偏移量或一個間接定位目標的句柄；
之所以會有符號引用，是因為在編譯階段，并不知道變量的真實地址（也就是直接引用），而且每個虛擬機的實現各有不同，因此需要前期定義，后期再進行替換，也就是上面的解析階段；
符號引用在 java 虛擬機規范的 Class 文件格式中有明確定義，JNI 字符描述符是類描述符、方法描述符、字段描述符等描述符的具體的實現規則。

參考資料

感謝以下文章或視頻提供的學習資料，受益匪淺：

尚硅谷《宋紅康-JVM 從入門到精通》課程： http://www.atguigu.com/
java -- JVM的符號引用和直接引用： https://www.cnblogs.com/shinubi/articles/6116993.html
JVM 符號引用(Symbolic References) ： https://blog.csdn.net/u014296316/article/details/83066436

寫在最后的話

內容為學習相關資料后的總結，一字一碼，姑且算是原創吧，歡迎轉載，公眾號或商業轉載請聯系本人。

謝謝各位讀完本文，初涉寫作，內容不佳，敬請見諒，如果對您有幫助，歡迎轉發、評論、關注。

頁
網站是使用HTML等制作的用于展示特定內容相關的網頁集合
網頁是網站中的一“頁”，通常是HTML格式的文件，需要通過瀏覽器來閱讀。
網頁是構成網站的基本元素，它通常由圖片、連接、文字、聲音、視頻等元素組分。一般以.htm或.HTML為后綴名的文件，都是HTML文件。
什么是html
html是超文本標記語言，它是用來描述網頁的一種語言。
1、可以加入圖片、聲音、動畫、多媒體文件等內容。
2、還可以從一盒文件跳轉到另一個文件，與世界各地主機的文件連接。
網頁是由網頁元素組成，這些元素是利用html標簽描述出來的，通過瀏覽器顯示給用戶。
靜/動態區別：
靜態：
XX.htm、xx. Html
區分方式：網頁中數據的提取來源方式
動態：
Xx.jsp、xx.php、xx.asp、xx.cgi
頁面中的數據可以通過和數據庫等其他來源提取
動靜態交互使用

Html語句的語法的基本單位：

標簽、標記

tag<標簽單詞><標簽單詞屬性名1=”屬性值” 屬性名1=”屬性值”>

多數標簽成對使用，相對少數標簽非成對（獨立）使用<img>獨立使用

<a> ... </a> 制作超級鏈接

1. 創建文本文件

2. 書寫html代碼（標簽）

3. 保存文件

4. 文件名后綴改為.Html或.html

5. 瀏覽器打開以上網頁文件

標簽不能書寫中文，只能是英文

代碼中“空格”為縮進

嵌套

<html>

</html>

修飾文字

字形face Font size=“1--7”字體大小 color顏色

強調，斜體字

段落文字

絕對路徑：”file：///D:/html/11.jpg”

相對路徑：”../src/1.html/11.jpg”

頁間跳轉

頁內跳轉（標簽需要成對出現）href=作為起點name=作為結尾需要去到的地方

..................

<a href=”..../#t1”

兩者結合使用<a href=”http://www.baidu.com/news/#變量名”>

...............

“彈幕”滾動標簽

標簽在不同瀏覽器當中打開時的內容是不一樣的

可用GRB單詞進行顏色查找

獨立使用標簽：<img>< hr>< br換行>在需要換行的地方輸入即可

空格在html中作為特殊符號使用：作為分隔符“ ”

Html中漢字不作為標簽符

<；&abc>；作為括號使用

字符集不同會出現亂碼

Align水平對齊屬性；left、right、center

注釋屏蔽代碼

Dos批處理在注釋前加上“rem”

Html <!-- 注釋的內容...... - ->

擴展<META>元數據標簽

標簽名稱、獨立使用、主要作用

放在<head></head>中執行部分功能在瀏覽器打開時就開始工作

Charset 字符集

Set 賦值

Set 集合

Th 保存表格數據的單位，等同于<td>。但自帶居中加粗顯示

Td、th單元格合并：

同行左右單元格合并colspan=”n”

同列上下單元格合并rowspan=”n”

謂操作符，就是用來操作數據值的符號，在JavaScript中包括算術操作符、位操作符、關系操作符和相等操作符。這些操作符可以操作所有類型的數據，比如字符串、數字、布爾值，甚至對象。

一元操作符

所謂一元操作符就是只能對一個數據值進行操作，比如（遞增、遞減）操作符。

遞增、遞減操作符是直接借鑒C語言的，它分前置型和后置型。前置就是操作符在要操作的變量之前，后置在變量之后。

如下示例：

// 前置型
let age=20;
++age; // 遞增
console.log(age); // 結果輸出21
--age；//遞減
console.log(age); // 結果輸出20

如上面例子，age通過++操作符遞增變成21，又通過--操作符遞減變成20；上面的操作等同下面的操作：

// 后置型
let age=20;
age=age + 1; // 加1
age=age -1;  // 減1

同理使用后置操作符會得到上面同樣的結果，但是前置和后置有區別。前置操作符在語句被求值以前改變，后置是在語句被求值后改變。通過下面的例子看下其區別：

// 前置
let age=20;
let anotherAge=--age + 5;
alert(age); // 輸出19
alert(anotherAge); // 輸出24

由于前置操作符的優先級和執行語句相等，因此會從左到右依次求值。上面的--age 會先進行遞減操作，再繼續后面的 + 5 運算，所以結果是24。

// 后置時
let age=20;
let anotherAge=age-- + 5;
alert(age); // 輸出19
alert(anotherAge); // 輸出25

但是后置的最終結果卻是25，因為age-- 使用了遞減前的值繼續和后面進行+5運算。

如果使用一個加號或減號時，加號代表正值、減號代表負值。

加減乘除操作符

操作多個數據值，比如加減乘除等：

let a=1,b=2;
let c=a + b; // 加
let d=c - a; // 減
let e=d * b; // 乘
let f=e/d; // 除

注意加減乘除主要用來操作數字類型的數據，如果操作數不是數字類型，會先進性強制轉換再進行計算，這樣結果會不確定。

位操作符

位操作符，是指按內存中的表示的數值位來操作數值，通俗講就是用來操作二進制的數據。二進制數據都是由0、1組成的，在JavaScript中所有數值都是64位的格式存儲，但位操作符不直接在64位的值上進行計算，會先轉化成32位后再運算。位操作符有以下幾種：

按位非（NOT）

按位非操作符是（~）符號，就是將二進制中每位數值進行反碼操作。其規則如下：

操作符	數值	結果
~	1	0
~	0	1

如下示例：

let a=25;
let b=~a;
alert(b); // 輸出-26

按位與（AND）

使用（&）符號表示，它有2個操作數，當2個數對應的位都是1時返回1，任何一位是0則返回0。如下規則：

數值1	操作符	數值2	結果
1	&	1	1
1	&	0	0
0	&	1	0
0	&	0	0

示例：

let a=25 & 3;
alert(a); // 輸出結果是1

按位或（OR）

用（|）符號表示，同樣也是2個操作數。其規則是只要有一位是1其結果就是1，負則結果是0；

數值1	操作符	數值2	結果
1	\|	1	1
1	\|	0	1
0	\|	1	1
0	\|	0	0

示例：

let a=25 | 3;
alert(a); // 輸出結果是27

按位異或（XOR）

由（^）符號表示，也是操作2個操作數，其當2個操作數的位值相同時返回0，負則返回1。

數值1	操作符	數值2	結果
1	^	1	0
1	^	0	1
0	^	1	1
0	^	0	0

示例：

let a=25 ^ 3;
alert(a); // 輸出結果是26

左移

使用（<<）兩個小于號表示，這個操作符會將數值每一位向左移動指定位數。如下示例：

let a=2;  // 二進制 10
let b=b << 5; // 二進制的 1000000，十進制64

上面，將二進制10向左移動5位，注意左移會多出5個空位，用0來填充，這樣就會得到一個完整的32位二進制數據。

注意，左移不會影響符號位（二進制位中第一位表示數的正負），如-2 向左移5位結果是-64。

有符號的右移

使用（>>）兩個大于號表示，會將每位向右移動指定位數，但保留符號位（即正負號標記）。如下示例：

let a=64;  // 二進制 1000000
let b=b >> 5; // 二進制的 10，十進制的2

在移位過程，原數中也會出現空位，只不過這次空位出現在原數值左側、符號位右側。空位使用符號位值填充。

有符號的整數，指32位中前31位表示整數的值，第32位表示數值的符號，0正數，1負數。這個表示符號的位就是符號位。

無符號的右移

使用（>>>）三個大于號表示，這個操作會將所有32位都向右移動。對于正數其結果和有符號的右移一樣，如下示例：

let a=64;  // 二進制 1000000
let b=b >>> 5; // 二進制的 10，十進制的2

但是負數就不一樣了，無符號的右移是以0來填充空位，不像有符號右移使用符號位填充。所以其結果相差很大，如下示例：

let a=-64;  // 二進制 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000
let b=b >>> 5; // 二進制 0000 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 ，十進制的134217726

布爾操作符

在任何編程語言中，布爾操作符都是非常重要的，它是用來判斷邏輯的關鍵，布爾操作符一共有三種：非（NOT）、與（AND）、或（OR）。

邏輯非

使用（！）感嘆號表示邏輯非，其規則就是：

操作符	邏輯值	結果
！	true	false
！	false	true

邏輯與

使用（&&）表示，操作兩個數，如下示例：

let a=ture && false；

其規則如下：

邏輯值1	操作符	邏輯值2	結果
ture	&&	ture	ture
ture	&&	false	false
false	&&	ture	false
false	&&	false	false

也就是只有當2個數值都是true時其結果才是true。

邏輯或

使用（||）符號表示，也是有兩個操作數，其示例：

let a=true || false;

規則如下：

邏輯值1	操作符	邏輯值2	結果
ture	\|\|	ture	ture
ture	\|\|	false	ture
false	\|\|	ture	ture
false	\|\|	false	false

也就是2個操作數中有一個true，結果就是true，負則是false。

注意布爾操作符，不僅僅可以操作布爾類型值，對于其它數據類型同樣適用，只不過會先將其它數據類型轉換成布爾值，再進行布爾運算。如下示例：

let a=！1; //  輸出false
let b=!'string'; // 輸出false
let c=1 || 0; // 輸出true
let e=1 && 0；// 輸出false
let d=''&& 2； // 輸出true

關系操作符

關系操作符用來比較2個操作數，有小于（<）、大于（>）、小于等于（<=）和大于等于(>=)。其比較的結果返回一個布爾值，true或false。

如下示例：

let a=5 > 3; // true
let b=5 < 3; // false

同樣，關系操作符也可以適用其它類型的數據，比如字符串比較大小時，會按照字符的編碼大小比較。如下示例：

let a="Brick" < "alphabet"; // true,

上面中因為B字符編碼是66，a的編碼是97，所以返回true。

相等、不等操作符

在編程中，確定2個值是否相等是一個非常重要的操作。在JavaScript中分相等（==）和全等（===）、不等（!=）和不全等(!==)四種。

相等（==）和不相等（!=）

如下示例：

let a=1==1; // true
let b=1==0；// false
let c=1!=1; // false
let d=1!=0; //true

注意相等和不相等的操作前會先對操作性進行強制轉換，如下示例：

let a=true==1; // 先將true轉換成1再比較，結果是true
let b=false==1; // 先將false轉換成0再比較，結果是false

全相等（===）和不全相等（!==）

全等和不全等不同之處是，它在比較數據前，不進行數據類型轉換，是對原始數值比較，所以它的結果更加嚴格準確，如下示例：

let a=1===1; // true
let b=1==='1'；// false
let c=1!==1; // false
let d=1!=='1'; //true

注意和之前相等和不相等的例子比較，其結果非常不一樣。

賦值操作符

使用（=）表示賦值操作，其作用就是把等號右側的值賦值給左邊的變量或屬性，如下示例：

let a=10; // 給a變量賦值10

如果在等號前面加上其它操作符，就組成了復合型賦值操作，如下示例：

let a=10;
a +=5; // 結果是 15

上面的等同于下面：

let a=10;
a=a + 5; // 結果是 15

當然也可以使用其它操作符，如（*=）、（/=）、(%=)、(-=)、（<<=）等等。

條件操作符

也稱三目運算符，它是一種簡便的條件運算，可以把它看成是if else的簡化，其語法如下：

變量=布爾表達式 ？ true_value  : false_value

先求出問號前面的布爾表示結果，如果是true，變量使用冒號前面的值，負則使用冒號后面的值。如下示例：

let a=5 > 3 ? '好' :  '不好'; // 結果是 '好'

逗號操作符

使用（，）符號，表示可以執行多個操作，常用于變量定義或函數參數，如下示例：

var a=0,b=1,c=2; // a、b、c使用逗號隔開
let a,b,c;

// 函數中的參數a、b、c使用逗號隔開
function test(a,b,c){
	// 函數主體
}
// 調用函數
test(1,2,3)

結論

本節主要講述了JavaScript中所有的操作符概念，這些都是最基本的知識，需要完全掌握。在平常工作中其中除了位操作符不常用外，其它操作符使用頻率很高，尤其是布爾操作符，算術操作符，比較操作符等。

本篇只是大概講述了操作符的概念和使用方法，還有一些細節沒有講到，作為入門課程已經足夠了，你可以自己搜索每個知識點詳細內容，比如關于二進制數據、位操作、數據類型強制轉換等，這里不再詳細介紹。

參考資料：

《JavaScript 高級程序設計》

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript

https://www.w3cschool.cn/javascript/js-operators.html

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符號引用的常見描述符

Boss：來一個小總結

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寫在最后的話

一元操作符

加減乘除操作符

位操作符

布爾操作符

關系操作符

相等、不等操作符

賦值操作符

條件操作符

逗號操作符

結論

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