【Java 虚拟机原理】Dalvik 虚拟机 ( 打包 Jar 文件和 Dex 文件 | 反编译 Dex 文件 | 分析 Dex 文件反编译结果 )

韩曙亮

发布于 2023-03-29 17:18:55

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发布于 2023-03-29 17:18:55

文章被收录于专栏：韩曙亮的移动开发专栏

文章目录

前言

Dalvik 虚拟机运行的是 Dex 文件 ; Dex 文件并不是最终 DVM 运行的文件 , Dex 文件还需要再次优化为 Odex 文件 , 这才是最终运行在 DVM 上的文件 ;

安装 APK 完毕后 , 运行时 , 或者使用类加载器加载 Dex 文件时 , 才会生成 Odex 文件 ;

Odex 文件会存放在 /data/dalvik-cache 目录下 ;

一、打包 Jar 文件和 Dex 文件

Dalvik 虚拟机中运行的是 Dex 文件 , Java 虚拟机运行的是 Jar 文件 ;

1、示例代码

示例代码 :

代码

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void ageIncrease(){
        synchronized(this) {
            this.age++;
        }
    }
}

代码

public class User {
    private int age = 0;

    public synchronized void increase() {
        this.age++;
    }
}

2、打包 Jar 文件

打包 Jar 文件 :

使用如下命令 , 将 Class 字节码文件打成 Jar 包 :

jar cvf main.jar Student.class User.class

输出结果 :

D:\002_Project\004_Java_Learn\Main\out\production\Main>jar cvf main.jar Student.class User.class
已添加清单
正在添加: Student.class(输入 = 889) (输出 = 478)(压缩了 46%)
正在添加: User.class(输入 = 356) (输出 = 251)(压缩了 29%)

3、打包 Dex 文件

打包 Dex 文件 :

首先配置下环境变量 , 将编译工具目录配置到环境变量中 , 这里选择使用 30.0.3 版本的编译工具 ( build-tools ) ;

D:\001_Develop\001_SDK\Sdk\build-tools\30.0.3

配置到环境变量 Path 中 ;

执行

dx --dex --output main.dex main.jar

命令 , 打包 Dex 文件 , 命令行输出 :

打包后的 main.dex 文件 ;

二、反编译 Dex 文件

使用如下命令 , 反编译 Dex 文件 :

dexdump -d -l plain main.dex

输出 Dex 文件的内容 :

D:\002_Project\004_Java_Learn\Main\out\production\Main>dexdump -d -l plain main.dex
Processing 'main.dex'...
Opened 'main.dex', DEX version '035'
Class #0            -
  Class descriptor  : 'LStudent;'
  Access flags      : 0x0001 (PUBLIC)
  Superclass        : 'Ljava/lang/Object;'
  Interfaces        -
  Static fields     -
  Instance fields   -
    #0              : (in LStudent;)
      name          : 'age'
      type          : 'I'
      access        : 0x0002 (PRIVATE)
    #1              : (in LStudent;)
      name          : 'name'
      type          : 'Ljava/lang/String;'
      access        : 0x0002 (PRIVATE)
  Direct methods    -
    #0              : (in LStudent;)
      name          : '<init>'
      type          : '()V'
      access        : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)
      code          -
      registers     : 1
      ins           : 1
      outs          : 1
      insns size    : 4 16-bit code units
0001b8:                                        |[0001b8] Student.<init>:()V
0001c8: 7010 0800 0000                         |0000: invoke-direct {v0}, Ljava/lang/Object;.<init>:()V // method@0008
0001ce: 0e00                                   |0003: return-void
      catches       : (none)
      positions     :
        0x0000 line=1
      locals        :
        0x0000 - 0x0004 reg=0 this LStudent;

  Virtual methods   -
    #0              : (in LStudent;)
      name          : 'ageIncrease'
      type          : '()V'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 0
      insns size    : 12 16-bit code units
0001d0:                                        |[0001d0] Student.ageIncrease:()V
0001e0: 1d01                                   |0000: monitor-enter v1
0001e2: 5210 0000                              |0001: iget v0, v1, LStudent;.age:I // field@0000
0001e6: d800 0001                              |0003: add-int/lit8 v0, v0, #int 1 // #01
0001ea: 5910 0000                              |0005: iput v0, v1, LStudent;.age:I // field@0000
0001ee: 1e01                                   |0007: monitor-exit v1
0001f0: 0e00                                   |0008: return-void
0001f2: 0d00                                   |0009: move-exception v0
0001f4: 1e01                                   |000a: monitor-exit v1
0001f6: 2700                                   |000b: throw v0
      catches       : 1
        0x0001 - 0x000b
          <any> -> 0x0009
      positions     :
        0x0000 line=22
        0x0001 line=23
        0x0007 line=24
        0x0008 line=25
        0x0009 line=24
      locals        :
        0x0000 - 0x000c reg=1 this LStudent;

    #1              : (in LStudent;)
      name          : 'getAge'
      type          : '()I'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 0
      insns size    : 3 16-bit code units
000204:                                        |[000204] Student.getAge:()I
000214: 5210 0000                              |0000: iget v0, v1, LStudent;.age:I // field@0000
000218: 0f00                                   |0002: return v0
      catches       : (none)
      positions     :
        0x0000 line=14
      locals        :
        0x0000 - 0x0003 reg=1 this LStudent;

    #2              : (in LStudent;)
      name          : 'getName'
      type          : '()Ljava/lang/String;'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 0
      insns size    : 3 16-bit code units
00021c:                                        |[00021c] Student.getName:()Ljava/lang/String;
00022c: 5410 0100                              |0000: iget-object v0, v1, LStudent;.name:Ljava/lang/String; // field@0001
000230: 1100                                   |0002: return-object v0
      catches       : (none)
      positions     :
        0x0000 line=6
      locals        :
        0x0000 - 0x0003 reg=1 this LStudent;

    #3              : (in LStudent;)
      name          : 'setAge'
      type          : '(I)V'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 2
      outs          : 0
      insns size    : 3 16-bit code units
000234:                                        |[000234] Student.setAge:(I)V
000244: 5901 0000                              |0000: iput v1, v0, LStudent;.age:I // field@0000
000248: 0e00                                   |0002: return-void
      catches       : (none)
      positions     :
        0x0000 line=18
        0x0002 line=19
      locals        :
        0x0000 - 0x0003 reg=0 this LStudent;
        0x0000 - 0x0003 reg=1 age I

    #4              : (in LStudent;)
      name          : 'setName'
      type          : '(Ljava/lang/String;)V'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 2
      outs          : 0
      insns size    : 3 16-bit code units
00024c:                                        |[00024c] Student.setName:(Ljava/lang/String;)V
00025c: 5b01 0100                              |0000: iput-object v1, v0, LStudent;.name:Ljava/lang/String; // field@0001
000260: 0e00                                   |0002: return-void
      catches       : (none)
      positions     :
        0x0000 line=10
        0x0002 line=11
      locals        :
        0x0000 - 0x0003 reg=0 this LStudent;
        0x0000 - 0x0003 reg=1 name Ljava/lang/String;

  source_file_idx   : 7 (Student.java)

Class #1            -
  Class descriptor  : 'LUser;'
  Access flags      : 0x0001 (PUBLIC)
  Superclass        : 'Ljava/lang/Object;'
  Interfaces        -
  Static fields     -
  Instance fields   -
    #0              : (in LUser;)
      name          : 'age'
      type          : 'I'
      access        : 0x0002 (PRIVATE)
  Direct methods    -
    #0              : (in LUser;)
      name          : '<init>'
      type          : '()V'
      access        : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 1
      insns size    : 7 16-bit code units
000264:                                        |[000264] User.<init>:()V
000274: 7010 0800 0100                         |0000: invoke-direct {v1}, Ljava/lang/Object;.<init>:()V // method@0008
00027a: 1200                                   |0003: const/4 v0, #int 0 // #0
00027c: 5910 0200                              |0004: iput v0, v1, LUser;.age:I // field@0002
000280: 0e00                                   |0006: return-void
      catches       : (none)
      positions     :
        0x0000 line=1
        0x0003 line=2
      locals        :
        0x0000 - 0x0007 reg=1 this LUser;

  Virtual methods   -
    #0              : (in LUser;)
      name          : 'increase'
      type          : '()V'
      access        : 0x20001 (PUBLIC DECLARED_SYNCHRONIZED)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 0
      insns size    : 12 16-bit code units
000284:                                        |[000284] User.increase:()V
000294: 1d01                                   |0000: monitor-enter v1
000296: 5210 0200                              |0001: iget v0, v1, LUser;.age:I // field@0002
00029a: d800 0001                              |0003: add-int/lit8 v0, v0, #int 1 // #01
00029e: 5910 0200                              |0005: iput v0, v1, LUser;.age:I // field@0002
0002a2: 1e01                                   |0007: monitor-exit v1
0002a4: 0e00                                   |0008: return-void
0002a6: 0d00                                   |0009: move-exception v0
0002a8: 1e01                                   |000a: monitor-exit v1
0002aa: 2700                                   |000b: throw v0
      catches       : 1
        0x0001 - 0x0007
          <any> -> 0x0009
      positions     :
        0x0000 line=5
        0x0007 line=6
        0x0009 line=5
      locals        :
        0x0000 - 0x000c reg=1 this LUser;

  source_file_idx   : 8 (User.java)


D:\002_Project\004_Java_Learn\Main\out\production\Main>

三、分析 Dex 文件

1、Student 类相关信息

第 #0 号 Class 类 , 类描述符是 LStudent; , 父类 Ljava/lang/Object;

Processing 'main.dex'...
Opened 'main.dex', DEX version '035'
Class #0            -
  Class descriptor  : 'LStudent;'
  Access flags      : 0x0001 (PUBLIC)
  Superclass        : 'Ljava/lang/Object;'

该类中有

个字段 , 分别是 name 和 age ;

  Instance fields   -
    #0              : (in LStudent;)
      name          : 'age'
      type          : 'I'
      access        : 0x0002 (PRIVATE)
    #1              : (in LStudent;)
      name          : 'name'
      type          : 'Ljava/lang/String;'
      access        : 0x0002 (PRIVATE)

构造函数方法 :

  Direct methods    -
    #0              : (in LStudent;)
      name          : '<init>'
      type          : '()V'
      access        : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)
      code          -
      registers     : 1
      ins           : 1
      outs          : 1
      insns size    : 4 16-bit code units

增加年龄方法 :

    public void ageIncrease(){
        synchronized(this) {
            this.age++;
        }
    }

对应

  Virtual methods   -
    #0              : (in LStudent;)
      name          : 'ageIncrease'
      type          : '()V'
      access        : 0x0001 (PUBLIC)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 0
      insns size    : 12 16-bit code units

其它方法省略 ;

2、User 类相关信息

第

个类编号 #1 , 是 User 类 , 类描述符 LUser; , 有 age 字段 ;

Class #1            -
  Class descriptor  : 'LUser;'
  Access flags      : 0x0001 (PUBLIC)
  Superclass        : 'Ljava/lang/Object;'
  Interfaces        -
  Static fields     -
  Instance fields   -
    #0              : (in LUser;)
      name          : 'age'
      type          : 'I'
      access        : 0x0002 (PRIVATE)

构造方法反编译内容如下 :

  Direct methods    -
    #0              : (in LUser;)
      name          : '<init>'
      type          : '()V'
      access        : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)
      code          -
      registers     : 2
      ins           : 1
      outs          : 1
      insns size    : 7 16-bit code units

void increase() 方法对应反编译内容 :

  Virtual methods   -
    #0              : (in LUser;)
      name          : 'increase'
      type          : '()V'
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原始发表：2021-09-14，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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