java反编译工具有哪些(java反编译class命令)

前言Java反编译,一听可能觉得高深莫测,其实反编译并不是什么特别高级的操作,Java对于Class字节码文件的生成有着严格的要求,如果你非常熟悉Java虚拟机规范,了解Class字节码文件中一些字节的作用,那么理解反编译的原理并不是

前言

Java 反编译,一听可能觉得高深莫测,其实反编译并不是什么特别高级的操作,Java 对于 Class 字节码文件的生成有着严格的要求,如果你非常熟悉 Java 虚拟机规范,了解 Class 字节码文件中一些字节的作用,那么理解反编译的原理并不是什么问题。甚至像下面这样的 Class 文件你都能看懂一二。

java反编译工具有哪些(java反编译class命令)

Jadx

GitHub 地址:https://github.com/skylot/jadx
Jadx 是一款可以反编译 JAR、APK、DEX、AAR、AAB、ZIP 文件的反编译工具,并且也配有 Jadx-gui 用于界面操作。Jadx 使用 Grade 进行依赖管理,可以自行克隆仓库打包运行。

git clone https://github.com/skylot/jadx.git
cd jadx
./gradlew dist
# 查看帮助
 ./build/jadx/bin/jadx --help
 
jadx - dex to java decompiler, version: dev

usage: jadx [options] <input files> (.apk, .dex, .jar, .class, .smali, .zip, .aar, .arsc, .aab)
options:
  -d, --output-dir                    - output directory
  -ds, --output-dir-src               - output directory for sources
  -dr, --output-dir-res               - output directory for resources
  -r, --no-res                        - do not decode resources
  -s, --no-src                        - do not decompile source code
  --single-class                      - decompile a single class
  --output-format                     - can be \'java\' or \'json\', default: java
  -e, --export-gradle                 - save as android gradle project
  -j, --threads-count                 - processing threads count, default: 6
  --show-bad-code                     - show inconsistent code (incorrectly decompiled)
  --no-imports                        - disable use of imports, always write entire package name
  --no-debug-info                     - disable debug info
  --add-debug-lines                   - add comments with debug line numbers if available
  --no-inline-anonymous               - disable anonymous classes inline
  --no-replace-consts                 - don\'t replace constant value with matching constant field
  --escape-unicode                    - escape non latin characters in strings (with u)
  --respect-bytecode-access-modifiers - don\'t change original access modifiers
  --deobf                             - activate deobfuscation
  --deobf-min                         - min length of name, renamed if shorter, default: 3
  --deobf-max                         - max length of name, renamed if longer, default: 64
  --deobf-cfg-file                    - deobfuscation map file, default: same dir and name as input file with \'.jobf\' extension
  --deobf-rewrite-cfg                 - force to save deobfuscation map
  --deobf-use-sourcename              - use source file name as class name alias
  --deobf-parse-kotlin-metadata       - parse kotlin metadata to class and package names
  --rename-flags                      - what to rename, comma-separated, \'case\' for system case sensitivity, \'valid\' for java identifiers, \'printable\' characters, \'none\' or \'all\' (default)
  --fs-case-sensitive                 - treat filesystem as case sensitive, false by default
  --cfg                               - save methods control flow graph to dot file
  --raw-cfg                           - save methods control flow graph (use raw instructions)
  -f, --fallback                      - make simple dump (using goto instead of \'if\', \'for\', etc)
  -v, --verbose                       - verbose output (set --log-level to DEBUG)
  -q, --quiet                         - turn off output (set --log-level to QUIET)
  --log-level                         - set log level, values: QUIET, PROGRESS, ERROR, WARN, INFO, DEBUG, default: PROGRESS
  --version                           - print jadx version
  -h, --help                          - print this help
Example:
  jadx -d out classes.dex

根据 HELP 信息,如果想要反编译 decompiler.jar 到 out 文件夹。

./build/jadx/bin/jadx -d ./out ~/Desktop/decompiler.jar 
INFO  - loading ...
INFO  - processing ...
INFO  - doneress: 1143 of 1217 (93%)

Fernflower

GitHub 地址:https://github.com/fesh0r/fernflower
Fernflower 和 Jadx 一样使用 Grade 进行依赖管理,可以自行克隆仓库打包运行。

➜  fernflower-master ./gradlew build

BUILD SUCCESSFUL in 32s
4 actionable tasks: 4 executed

➜  fernflower-master java -jar build/libs/fernflower.jar
Usage: java -jar fernflower.jar [-<option>=<value>]* [<source>]+ <destination>
Example: java -jar fernflower.jar -dgs=true c:mysource c:my.jar d:decompiled

➜  fernflower-master mkdir out
➜  fernflower-master java -jar build/libs/fernflower.jar ~/Desktop/decompiler.jar ./out
INFO:  Decompiling class com/strobel/assembler/metadata/ArrayTypeLoader
INFO:  ... done
INFO:  Decompiling class com/strobel/assembler/metadata/ParameterDefinition
INFO:  ... done
INFO:  Decompiling class com/strobel/assembler/metadata/MethodHandle
...

➜  fernflower-master ll out
total 1288
-rw-r--r--  1 darcy  staff   595K  5 16 17:47 decompiler.jar
➜  fernflower-master

Fernflower 在反编译 JAR 同时,默认反编译的结果也是一个 JAR 包。Jad

反编译速度

到这里已经介绍了五款 Java 反编译工具了,那么在日常开发中我们应该使用哪一个呢?又或者在代码分析时我们又该选择哪一个呢?我想这两种情况的不同,使用时的关注点也是不同的。如果是日常使用,读读代码,我想应该是对可读性要求更高些,如果是大量的代码分析工作,那么可能反编译的速度和语法的支持上要求更高些。为了能有一个简单的参考数据,我使用 JMH 微基准测试工具分别对这五款反编译工具进行了简单的测试,下面是一些测试结果。

测试环境

环境变量描述处理器2.6 GHz 六核Intel Core i7内存16 GB 2667 MHz DDR4Java 版本JDK 14.0.2测试方式JMH 基准测试。待反编译 JAR 1procyon-compilertools-0.5.33.jar (1.5 MB)待反编译 JAR 2python2java4common-1.0.0-20180706.084921-1.jar (42 MB)

反编译 JAR 1:procyon-compilertools-0.5.33.jar (1.5 MB)

BenchmarkModeCntScoreUnitscfravgt106548.642 ± 363.502ms/opfernfloweravgt1012699.147 ± 1081.539ms/opjdcoreavgt105728.621 ± 310.645ms/opprocyonavgt1026776.125 ± 2651.081ms/opjadxavgt107059.354 ± 323.351ms/op

反编译 JAR 2: python2java4common-1.0.0-20180706.084921-1.jar (42 MB)

JAR 2 这个包是比较大的,是拿很多代码仓库合并到一起的,同时还有很多 Python 转 Java 生成的代码,理论上代码的复杂度会更高。

BenchmarkCntScoreCfr1413838.826msfernflower1246819.168msjdcore1Errorprocyon1487647.181msjadx1505600.231ms

语法支持和可读性

如果反编译后的代码需要自己看的话,那么可读性更好的代码更占优势,下面我写了一些代码,主要是 Java 8 及以下的代码语法和一些嵌套的流程控制,看看反编译后的效果如何。

package com.wdbyte.decompiler;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;

import org.benf.cfr.reader.util.functors.UnaryFunction;

/**
 * @author https://www.wdbyte.com
 * @date 2021/05/16
 */
public class HardCode <A, B> {
    public HardCode(A a, B b) { }

    public static void test(int... args) { }

    public static void main(String... args) {
        test(1, 2, 3, 4, 5, 6);
    }

    int byteAnd0() {
        int b = 1;
        int x = 0;
        do {
            b = (byte)((b ^ x));
        } while (b++ < 10);
        return b;
    }

    private void a(Integer i) {
        a(i);
        b(i);
        c(i);
    }

    private void b(int i) {
        a(i);
        b(i);
        c(i);
    }

    private void c(double d) {
        c(d);
        d(d);
    }

    private void d(Double d) {
        c(d);
        d(d);
    }

    private void e(Short s) {
        b(s);
        c(s);
        e(s);
        f(s);
    }

    private void f(short s) {
        b(s);
        c(s);
        e(s);
        f(s);
    }

    void test1(String path) {
        try {
            int x = 3;
        } catch (NullPointerException t) {
            System.out.println(\"File Not found\");
            if (path == null) { return; }
            throw t;
        } finally {
            System.out.println(\"Fred\");
            if (path == null) { throw new IllegalStateException(); }
        }
    }

    private final List<Integer> stuff = new ArrayList<>();{
        stuff.add(1);
        stuff.add(2);
    }

    public static int plus(boolean t, int a, int b) {
        int c = t ? a : b;
        return c;
    }

    // Lambda
    Integer lambdaInvoker(int arg, UnaryFunction<Integer, Integer> fn) {
        return fn.invoke(arg);
    }

    // Lambda
    public int testLambda() {
        return lambdaInvoker(3, x -> x + 1);
        //        return 1;
    }

    // Lambda
    public Integer testLambda(List<Integer> stuff, int y, boolean b) {
        return stuff.stream().filter(b ? x -> x > y : x -> x < 3).findFirst().orElse(null);
    }

    // stream
    public static <Y extends Integer> void testStream(List<Y> list) {
        IntStream s = list.stream()
            .filter(x -> {
                System.out.println(x);
                return x.intValue() / 2 == 0;
                })
            .map(x -> (Integer)x+2)
            .mapToInt(x -> x);
        s.toArray();
    }

    // switch
    public void testSwitch1(){
        int i = 0;
        switch(((Long)(i + 1L)) + \"\") {
            case \"1\":
                System.out.println(\"one\");
        }
    }
    // switch
    public void testSwitch2(String string){
        switch (string) {
            case \"apples\":
                System.out.println(\"apples\");
                break;
            case \"pears\":
                System.out.println(\"pears\");
                break;
        }
    }

    // switch
    public static void testSwitch3(int x) {
        while (true) {
            if (x < 5) {
                switch (\"test\") {
                    case \"okay\":
                        continue;
                    default:
                        continue;
                }
            }
            System.out.println(\"wow x2!\");
        }
    }
}

此处本来贴出了所有工具的反编译结果,但是碍于文章长度和阅读体验,没有放出来,不过我在个人博客的发布上是有完整代码的,个人网站排版比较自由,可以使用 Tab 选项卡的方式展示。如果需要查看可以访问 https://www.wdbyte.com 进行查看。

Procyon

看到 Procyon 的反编译结果,还是比较吃惊的,在正常反编译的情况下,反编译后的代码基本上都是原汁原味。唯一一处反编译后和源码语法上有变化的地方,是一个集合的初始化操作略有不同。

// 源码
 public HardCode(A a, B b) { }
 private final List<Integer> stuff = new ArrayList<>();{
    stuff.add(1);
    stuff.add(2);
 }
// Procyon 反编译
private final List<Integer> stuff;
    
public HardCode(final A a, final B b) {
    (this.stuff = new ArrayList<Integer>()).add(1);
    this.stuff.add(2);
}

而其他部分代码, 比如装箱拆箱,Switch 语法,Lambda 表达式,流式操作以及流程控制等,几乎完全一致,阅读没有障碍。

装箱拆箱操作反编译后完全一致,没有多余的类型转换代码。

// 源码
private void a(Integer i) {
    a(i);
    b(i);
    c(i);
}

private void b(int i) {
    a(i);
    b(i);
    c(i);
}

private void c(double d) {
    c(d);
    d(d);
}

private void d(Double d) {
    c(d);
    d(d);
}

private void e(Short s) {
    b(s);
    c(s);
    e(s);
    f(s);
}

private void f(short s) {
    b(s);
    c(s);
    e(s);
    f(s);
}
// Procyon 反编译
private void a(final Integer i) {
    this.a(i);
    this.b(i);
    this.c(i);
}

private void b(final int i) {
    this.a(i);
    this.b(i);
    this.c(i);
}

private void c(final double d) {
    this.c(d);
    this.d(d);
}

private void d(final Double d) {
    this.c(d);
    this.d(d);
}

private void e(final Short s) {
    this.b(s);
    this.c(s);
    this.e(s);
    this.f(s);
}

private void f(final short s) {
    this.b(s);
    this.c(s);
    this.e(s);
    this.f(s);
}

Switch 部分也是一致,流程控制部分也没有变化。

// 源码 switch
public void testSwitch1(){
    int i = 0;
    switch(((Long)(i + 1L)) + \"\") {
        case \"1\":
            System.out.println(\"one\");
    }
}
public void testSwitch2(String string){
    switch (string) {
        case \"apples\":
            System.out.println(\"apples\");
            break;
        case \"pears\":
            System.out.println(\"pears\");
            break;
    }
}
public static void testSwitch3(int x) {
    while (true) {
        if (x < 5) {
            switch (\"test\") {
                case \"okay\":
                    continue;
                default:
                    continue;
            }
        }
        System.out.println(\"wow x2!\");
    }
}
// Procyon 反编译
public void testSwitch1() {
    final int i = 0;
    final String string = (Object)(i + 1L) + \"\";
    switch (string) {
        case \"1\": {
            System.out.println(\"one\");
            break;
        }
    }
}
public void testSwitch2(final String string) {
    switch (string) {
        case \"apples\": {
            System.out.println(\"apples\");
            break;
        }
        case \"pears\": {
            System.out.println(\"pears\");
            break;
        }
    }
}   
public static void testSwitch3(final int x) {
    while (true) {
        if (x < 5) {
            final String s = \"test\";
            switch (s) {
                case \"okay\": {
                    continue;
                }
                default: {
                    continue;
                }
            }
        }
        else {
            System.out.println(\"wow x2!\");
        }
    }
}

Lambda 表达式和流式操作完全一致。

// 源码
// Lambda
public Integer testLambda(List<Integer> stuff, int y, boolean b) {
    return stuff.stream().filter(b ? x -> x > y : x -> x < 3).findFirst().orElse(null);
}

// stream
public static <Y extends Integer> void testStream(List<Y> list) {
    IntStream s = list.stream()
        .filter(x -> {
            System.out.println(x);
            return x.intValue() / 2 == 0;
            })
        .map(x -> (Integer)x+2)
        .mapToInt(x -> x);
    s.toArray();
}
// Procyon 反编译
public Integer testLambda(final List<Integer> stuff, final int y, final boolean b) {
    return stuff.stream().filter(b ? (x -> x > y) : (x -> x < 3)).findFirst().orElse(null);
}

public static <Y extends Integer> void testStream(final List<Y> list) {
    final IntStream s = list.stream().filter(x -> {
        System.out.println(x);
        return x / 2 == 0;
    }).map(x -> x + 2).mapToInt(x -> x);
    s.toArray();
}

流程控制,反编译后发现丢失了无异议的代码部分,阅读来说并无障碍。

// 源码
void test1(String path) {
    try {
        int x = 3;
    } catch (NullPointerException t) {
        System.out.println(\"File Not found\");
        if (path == null) { return; }
        throw t;
    } finally {
        System.out.println(\"Fred\");
        if (path == null) { throw new IllegalStateException(); }
    }
}
// Procyon 反编译
void test1(final String path) {
    try {}
    catch (NullPointerException t) {
        System.out.println(\"File Not found\");
        if (path == null) {
            return;
        }
        throw t;
    }
    finally {
        System.out.println(\"Fred\");
        if (path == null) {
            throw new IllegalStateException();
        }
    }
}

鉴于代码篇幅,下面几种的反编译结果的对比只会列出不同之处,相同之处会直接跳过。

CFR

CFR 的反编译结果多出了类型转换部分,个人来看没有 Procyon 那么原汁原味,不过也算是十分优秀,测试案例中唯一不满意的地方是对 while continue 的处理。

// CFR 反编译结果
// 装箱拆箱
private void e(Short s) {
   this.b(s.shortValue()); // 装箱拆箱多出了类型转换部分。
   this.c(s.shortValue()); // 装箱拆箱多出了类型转换部分。
   this.e(s);
   this.f(s);
}
// 流程控制
void test1(String path) {
    try {
        int n = 3;// 流程控制反编译结果十分满意,原汁原味,甚至此处的无意思代码都保留了。
    }
    catch (NullPointerException t) {
        System.out.println(\"File Not found\");
        if (path == null) {
            return;
        }
        throw t;
    }
    finally {
        System.out.println(\"Fred\");
        if (path == null) {
            throw new IllegalStateException();
        }
    }
}
// Lambda 和 Stream 操作完全一致,不提。
// switch 处,反编译后功能一致,但是流程控制有所更改。
public static void testSwitch3(int x) {
    block6: while (true) { // 源码中只有 while(true),反编译后多了 block6
        if (x < 5) {
            switch (\"test\") {
                case \"okay\": {
                    continue block6; // 多了 block6
                }
            }
            continue;
        }
        System.out.println(\"wow x2!\");
    }
}

JD-Core

JD-Core 和 CFR 一样,对于装箱拆箱操作,反编译后不再一致,多了类型转换部分,而且自动优化了数据类型。个人感觉,如果是反编译后自己阅读,通篇的数据类型的转换优化影响还是挺大的。

// JD-Core 反编译
private void d(Double d) {
  c(d.doubleValue()); // 新增了数据类型转换
  d(d);
}

private void e(Short s) {
  b(s.shortValue()); // 新增了数据类型转换
  c(s.shortValue()); // 新增了数据类型转换
  e(s);
  f(s.shortValue()); // 新增了数据类型转换
}

private void f(short s) {
  b(s);
  c(s);
  e(Short.valueOf(s)); // 新增了数据类型转换
  f(s);
}
// Stream 操作中,也自动优化了数据类型转换,阅读起来比较累。
public static <Y extends Integer> void testStream(List<Y> list) {
  IntStream s = list.stream().filter(x -> {
        System.out.println(x);
        return (x.intValue() / 2 == 0);
      }).map(x -> Integer.valueOf(x.intValue() + 2)).mapToInt(x -> x.intValue());
  s.toArray();
}

Jadx

首先 Jadx 在反编译测试代码时,报出了错误,反编译的结果里也有提示不能反编 Lambda 和 Stream 操作,反编译结果中变量名称杂乱无章流程控制几乎阵亡,如果你想反编译后生物肉眼阅读,Jadx 肯定不是一个好选择。

// Jadx 反编译
private void e(Short s) {
    b(s.shortValue());// 新增了数据类型转换
    c((double) s.shortValue());// 新增了数据类型转换
    e(s);
    f(s.shortValue());// 新增了数据类型转换
}

private void f(short s) {
    b(s);
    c((double) s);// 新增了数据类型转换
    e(Short.valueOf(s));// 新增了数据类型转换
    f(s);
}
public int testLambda() { // testLambda 反编译失败
    /*
        r2 = this;
        r0 = 3
        r1 = move-result
        java.lang.Integer r0 = r2.lambdaInvoker(r0, r1)
        int r0 = r0.intValue()
        return r0
    */
    throw new UnsupportedOperationException(\"Method not decompiled: com.wdbyte.decompiler.HardCode.testLambda():int\");
}
// Stream 反编译失败
public static <Y extends java.lang.Integer> void testStream(java.util.List<Y> r3) {
    /*
        java.util.stream.Stream r1 = r3.stream()
        r2 = move-result
        java.util.stream.Stream r1 = r1.filter(r2)
        r2 = move-result
        java.util.stream.Stream r1 = r1.map(r2)
        r2 = move-result
        java.util.stream.IntStream r0 = r1.mapToInt(r2)
        r0.toArray()
        return
    */
    throw new UnsupportedOperationException(\"Method not decompiled: com.wdbyte.decompiler.HardCode.testStream(java.util.List):void\");
}
public void testSwitch2(String string) { // switch 操作无法正常阅读,和源码出入较大。
    char c = 65535;
    switch (string.hashCode()) {
        case -1411061671:
            if (string.equals(\"apples\")) {
                c = 0;
                break;
            }
            break;
        case 106540109:
            if (string.equals(\"pears\")) {
                c = 1;
                break;
            }
            break;
    }
    switch (c) {
        case 0:
            System.out.println(\"apples\");
            return;
        case 1:
            System.out.println(\"pears\");
            return;
        default:
            return;
    }
}

Fernflower

Fernflower 的反编译结果总体上还是不错的,不过也有不足,它对变量名称的指定,以及 Switch 字符串时的反编译结果不够理想。

//反编译后变量命名不利于阅读,有很多 var 变量
int byteAnd0() {
   int b = 1;
   byte x = 0;

   byte var10000;
   do {
      int b = (byte)(b ^ x);
      var10000 = b;
      b = b + 1;
   } while(var10000 < 10);

   return b;
}
// switch 反编译结果使用了hashCode
public static void testSwitch3(int x) {
   while(true) {
      if (x < 5) {
         String var1 = \"test\";
         byte var2 = -1;
         switch(var1.hashCode()) {
         case 3412756: 
            if (var1.equals(\"okay\")) {
               var2 = 0;
           }
         default:
            switch(var2) {
            case 0:
            }
         }
      } else {
         System.out.println(\"wow x2!\");
      }
   }
}

总结

五种反编译工具比较下来,结合反编译速度和代码可读性测试,看起来 CFR 工具胜出,Procyon 紧随其后。CFR 在速度上不落下风,在反编译的代码可读性上,是最好的,主要体现在反编译后的变量命名装箱拆箱类型转换流程控制上,以及对 Lambda 表达式、Stream 流式操作和 Switch语法支持上,都非常优秀。根据 CFR 官方介绍,已经支持到 Java 14 语法,而且截止写这篇测试文章时,CFR 最新提交代码时间是在 11 小时之前,更新速度很快。

文中部分代码已经上传 GitHub 的 niumoo/lab-notes 仓库 的 java-decompiler 目录。

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nan
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