java和大小端模式的关系

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-11-25 13:09 130阅读 0赞

作者：RednaxelaFX  
链接：https://www.zhihu.com/question/41263906/answer/91145060  
来源：知乎  
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Java并非“都是大端”。  
Java在语言层面上并未对字节序做规定——大小端那是实现细节。  
JVM规范对Class文件的结构做了具体规定，确定其中的多字节数据采用大端的字节序：  
[Chapter 4. The class File Format][]

> A class file consists of a stream of 8-bit bytes. All 16-bit, 32-bit, and 64-bit quantities are constructed by reading in two, four, and eight consecutive 8-bit bytes, respectively. Multibyte data items are always stored in big-endian order, where the high bytes come first. In the Java SE platform, this format is supported by interfaces java.io.DataInput and java.io.DataOutput and classes such as java.io.DataInputStream and java.io.DataOutputStream.

但要留意：Class文件只是Java程序的序列化形式；**加载到内存之后JVM想怎样组织内存中的数据结构都没问题**。之所以要规定清楚Class文件内的字节序，是为了在跨平台实现JVM时能确保JVM都知道要用大端方式来读取Class文件里的多字节数据，以保证跨平台兼容性。

以HotSpot VM在x86上为例。x86是一个原生使用小端的平台。HotSpot VM在该平台上读入Class文件时确实要做字节序转换，但这个转换只需要做一次——也就是在class loading / resolution时要把Class文件里的大端数据转换为内存中的小端数据，后面真正执行Java程序时内存里的数据都是用原生平台直接支持的小端形式存的。  
例如说，一个Java的int，0x12345678，在x86上的HotSpot VM的内存里就是小端存储的，按单个字节来看它在内存里就是：

78 56 34 12

另外再放个例子：[\[JVM\] 试试在32位HotSpot上跑这个？][JVM_ _32_HotSpot]

所以说Class文件的大端数据对Java程序的执行性能有多少影响？几乎没有。

不过与此配套的，Java有些API设计是挺傻的——或者说为了跨平台兼容而“不近人情”。Java标准库所支持的序列化格式，跟Class文件一样，也是规定用大端方式存储多字节数据的。这就使得在x86上用Java自带的序列化/反序列化功能也要经过大小端转换。对此不爽的话就别用Java自带的序列化功能。

[Chapter 4. The class File Format]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html%23jvms-4.1
[JVM_ _32_HotSpot]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//hllvm.group.iteye.com/group/topic/17806