##编程语言 在介绍编译和反编译之前，我们先来简单介绍下编程语言（Programming Language）。编程语言（Programming Language）分为低级语言（Low-level Language）和高级语言（High-level Language）。
机器语言（Machine Language）和汇编语言（Assembly Language）属于低级语言，直接用计算机指令编写程序。
而C、C++、Java、Python等属于高级语言，用语句（Statement）编写程序，语句是计算机指令的抽象表示。
举个例子，同样一个语句用C语言、汇编语言和机器语言分别表示如下： 
计算机只能对数字做运算，符号、声音、图像在计算机内部都要用数字表示，指令也不例外，上表中的机器语言完全由十六进制数字组成。最早的程序员都是直接用机器语言编程，但是很麻烦，需要查大量的表格来确定每个数字表示什么意思，编写出来的程序很不直观，而且容易出错，于是有了汇编语言，把机器语言中一组一组的数字用助记符（Mnemonic）表示，直接用这些助记符写出汇编程序，然后让汇编器（Assembler）去查表把助记符替换成数字，也就把汇编语言翻译成了机器语言。
但是，汇编语言用起来同样比较复杂，后面，就衍生出了Java、C、C++等高级语言。 ##什么是编译 上面提到语言有两种，一种低级语言，一种高级语言。可以这样简单的理解：低级语言是计算机认识的语言、高级语言是程序员认识的语言。
那么如何从高级语言转换成低级语言呢？这个过程其实就是编译。
从上面的例子还可以看出，C语言的语句和低级语言的指令之间不是简单的一一对应关系，一条a=b+1;语句要翻译成三条汇编或机器指令，这个过程称为编译（Compile），由编译器（Compiler）来完成，显然编译器的功能比汇编器要复杂得多。用C语言编写的程序必须经过编译转成机器指令才能被计算机执行，编译需要花一些时间，这是用高级语言编程的一个缺点，然而更多的是优点。首先，用C语言编程更容易，写出来的代码更紧凑，可读性更强，出了错也更容易改正。
将便于人编写、阅读、维护的高级计算机语言所写作的源代码程序，翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序的过程就是编译。负责这一过程的处理的工具叫做编译器
现在我们知道了什么是编译，也知道了什么是编译器。不同的语言都有自己的编译器，Java语言中负责编译的编译器是一个命令：javac
javac是收录于JDK中的Java语言编译器。该工具可以将后缀名为.java的源文件编译为后缀名为.class的可以运行于Java虚拟机的字节码。
当我们写完一个_HelloWorld.java_文件后，我们可以使用j_avac HelloWorld.java_命令来生成_HelloWorld.class_文件，这个_class_类型的文件是JVM可以识别的文件。通常我们认为这个过程叫做Java语言的编译。其实，class文件仍然不是机器能够识别的语言，因为机器只能识别机器语言，还需要JVM再将这种class文件类型字节码转换成机器可以识别的机器语言。
##什么是反编译 反编译的过程与编译刚好相反，就是将已编译好的编程语言还原到未编译的状态，也就是找出程序语言的源代码。就是将机器看得懂的语言转换成程序员可以看得懂的语言。Java语言中的反编译一般指将class文件转换成java文件。 有了反编译工具，我们可以做很多事情，最主要的功能就是有了反编译工具，我们就能读得懂Java编译器生成的字节码。如果你想问读懂字节码有啥用，那么我可以很负责任的告诉你，好处大大的。比如我的博文几篇典型的原理性文章，都是通过反编译工具得到反编译后的代码分析得到的。如深入理解多线程（一）——Synchronized的实现原理、深度分析Java的枚举类型—-枚举的线程安全性及序列化问题、Java中的Switch对整型、字符型、字符串型的具体实现细节、Java的类型擦除等。我最近在GitChat写了一篇关于Java语法糖的文章，其中大部分内容都用到反编译工具来洞悉语法糖背后的原理。 ##Java反编译工具 本文主要介绍3个Java的反编译工具：javap、jad和cfr ###javap javap是jdk自带的一个工具，可以对代码反编译，也可以查看java编译器生成的字节码。javap和其他两个反编译工具最大的区别是他生成的文件并不是java文件，也不像其他两个工具生成代码那样更容易理解。拿一段简单的代码举例，如我们想分析Java 7中的switch是如何支持String的，我们先有以下可以编译通过的源代码：
1public class switchDemoString { 2 public static void main(String[] args) { 3 String str = "world"; 4 switch (str) { 5 case "hello": 6 System.out.println("hello"); 7 break; 8 case "world": 9 System.out.println("world"); 10 break; 11 default: 12 break; 13 } 14 } 15}
执行以下两个命令：
javac switchDemoString.java javap -c switchDemoString.class
生成代码如下：
1public class com.hollis.suguar.switchDemoString { 2 public com.hollis.suguar.switchDemoString(); 3 Code: 4 0: aload_0 5 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 6 4: return 7 8 public static void main(java.lang.String[]); 9 Code: 10 0: ldc #2 // String world 11 2: astore_1 12 3: aload_1 13 4: astore_2 14 5: iconst_m1 15 6: istore_3 16 7: aload_2 17 8: invokevirtual #3 // Method java/lang/String.hashCode:()I 18 11: lookupswitch { // 2 19 99162322: 36 20 113318802: 50 21 default: 61 22 } 23 36: aload_2 24 37: ldc #4 // String hello 25 39: invokevirtual #5 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z 26 42: ifeq 61 27 45: iconst_0 28 46: istore_3 29 47: goto 61 30 50: aload_2 31 51: ldc #2 // String world 32 53: invokevirtual #5 // Method java/lang/String.equals:(Ljava/lang/Object;)Z 33 56: ifeq 61 34 59: iconst_1 35 60: istore_3 36 61: iload_3 37 62: lookupswitch { // 2 38 0: 88 39 1: 99 40 default: 110 41 } 42 88: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 43 91: ldc #4 // String hello 44 93: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 45 96: goto 110 46 99: getstatic #6 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 47 102: ldc #2 // String world 48 104: invokevirtual #7 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 49 107: goto 110 50 110: return 51}
我个人的理解，javap_并没有将字节码反编译成_java_文件，而是生成了一种我们可以看得懂字节码。其实_javap_生成的文件仍然是字节码，只是程序员可以稍微看得懂一些。如果你对字节码有所掌握，还是可以看得懂以上的代码的。其实就是把_String_转成_hashcode，然后进行比较。
个人认为，一般情况下我们会用到_javap_命令的时候不多，一般只有在真的需要看字节码的时候才会用到。但是字节码中间暴露的东西是最全的，你肯定有机会用到，比如我在分析_synchronized_的原理的时候就有是用到_javap_。通过_javap_生成的字节码，我发现_synchronized_底层依赖了_ACC_SYNCHRONIZED_标记和_monitorenter_、_monitorexit_两个指令来实现同步。 ###jad jad是一个比较不错的反编译工具，只要下载一个执行工具，就可以实现对class文件的反编译了。还是上面的源代码，使用jad反编译后内容如下： 命令：jad switchDemoString.class
1public class switchDemoString 2{ 3 public switchDemoString() 4 { 5 } 6 public static void main(String args[]) 7 { 8 String str = "world"; 9 String s; 10 switch((s = str).hashCode()) 11 { 12 default: 13 break; 14 case 99162322: 15 if(s.equals("hello")) 16 System.out.println("hello"); 17 break; 18 case 113318802: 19 if(s.equals("world")) 20 System.out.println("world"); 21 break; 22 } 23 } 24}
看，这个代码你肯定看的懂，因为这不就是标准的_java_的源代码么。这个就很清楚的可以看到原来字符串的_switch_是通过*equals()_和_hashCode()*方法来实现的。 但是，jad已经很久不更新了，在对Java7生成的字节码进行反编译时，偶尔会出现不支持的问题，在对Java 8的lambda表达式反编译时就彻底失败。
###CFR jad很好用，但是无奈的是很久没更新了，所以只能用一款新的工具替代他，CFR是一个不错的选择，相比jad来说，他的语法可能会稍微复杂一些，但是好在他可以work。
如，我们使用cfr对刚刚的代码进行反编译。执行一下命令：
java -jar cfr_0_125.jar switchDemoString.class --decodestringswitch false
得到以下代码：
1public class switchDemoString { 2 public static void main(String[] arrstring) { 3 String string; 4 String string2 = string = "world"; 5 int n = -1; 6 switch (string2.hashCode()) { 7 case 99162322: { 8 if (!string2.equals("hello")) break; 9 n = 0; 10 break; 11 } 12 case 113318802: { 13 if (!string2.equals("world")) break; 14 n = 1; 15 } 16 } 17 switch (n) { 18 case 0: { 19 System.out.println("hello"); 20 break; 21 } 22 case 1: { 23 System.out.println("world"); 24 break; 25 } 26 } 27 } 28}
通过这段代码也能得到字符串的switch是通过equals()和hashCode()方法来实现的结论。
相比Jad来说，CFR有很多参数，还是刚刚的代码，如果我们使用以下命令，输出结果就会不同：
1java -jar cfr_0_125.jar switchDemoString.class 2 3public class switchDemoString { 4 public static void main(String[] arrstring) { 5 String string; 6 switch (string = "world") { 7 case "hello": { 8 System.out.println("hello"); 9 break; 10 } 11 case "world": { 12 System.out.println("world"); 13 break; 14 } 15 } 16 } 17}
所以*--decodestringswitch_表示对于_switch_支持_string_的细节进行解码。类似的还有_--decodeenumswitch*、--decodefinally、_--decodelambdas_等。在我的关于语法糖的文章中，我使用*--decodelambdas_对_lambda*表达式警进行了反编译。 源码：
1public static void main(String... args) { 2 List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis", "公众号：Hollis", "博客：www.hollischuang.com"); 3 4 strList.forEach( s -> { System.out.println(s); } ); 5}
java -jar cfr_0_125.jar lambdaDemo.class --decodelambdas false 反编译后代码：
1public static /* varargs */ void main(String ... args) { 2 ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com"); 3 strList.forEach((Consumer<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)V)()); 4} 5 6private static /* synthetic */ void lambda$main$0(String s) { 7 System.out.println(s); 8}
CFR还有很多其他参数，均用于不同场景，读者可以使用_java -jar cfr_0_125.jar --help_进行了解。这里不逐一介绍了。 ##如何防止反编译 由于我们有工具可以对Class文件进行反编译，所以，对开发人员来说，如何保护Java程序就变成了一个非常重要的挑战。但是，魔高一尺、道高一丈。当然有对应的技术可以应对反编译咯。但是，这里还是要说明一点，和网络安全的防护一样，无论做出多少努力，其实都只是提高攻击者的成本而已。无法彻底防治。 典型的应对策略有以下几种：
- 隔离Java程序
- 让用户接触不到你的Class文件
- 对Class文件进行加密
- 提到破解难度
- 代码混淆
- 将代码转换成功能上等价，但是难于阅读和理解的形式