《Java虛擬機原理圖解》三、Class文件中的常量池詳解（下）--轉載

NO9.類中引用到的field字段在常量池中是怎樣描述的？(CONSTANT_Fieldref_info,
CONSTANT_Name_Type_info)

     通常而言，咱們在定義類的過程當中會定義一些
field 字段，而後會在這個類的其餘地方（如方法中）使用到它。有可能咱們在類的方法中只使用field字段一次，也有可能咱們會在類定義的方法中使用它不少不少次。

     舉一個簡單的例子，咱們定一個叫Person的簡單java bean，它有name和age兩個field字段，以下所示：

   
   
   
   

   
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       package com.louis.jvm; 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       public 
       class Person { 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       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; 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      

        } 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      

        } 
      
 
     
 

   

 

在上面定義的類中，咱們在Person類中的一系列方法裏，屢次引用到namefield字段 和agefield字段，對於JVM編譯器而言，name和age只是一個符號而已，而且它在因爲它可能會在此類中重複出現屢次，因此JVM把它看成常量來看待，將name和age以field字段常量的形式保存到常量池中。

 

將它name和age封裝成
CONSTANT_Fieldref_info 常量池項，放到常量池中，在類中引用到它的地方，直接放置一個指向field字段所在常量池的索引。

上面的Person類，使用javap -v Person指令，查看class文件的信息，你會看到，在Person類中引用到age和namefield字段的地方，都是指向了常量池中age和namefield字段對應的常量池項中。表示field字段的常量池項叫作CONSTANT_Fieldref_info。

怎樣描述某一個field字段的引用？

 

    實例解析： 如今，讓咱們來看一下Person類中定義的namefield字段在常量池中的表示。經過使用javap
-v Person會查看到以下的常量池信息：

   請讀者看上圖中namefield字段的數據類型，它在#6個常量池項，以UTF-8編碼格式的字符串「Ljava/lang/String;」
表示，這表示着這個field 字段是java.lang.String 類型的。關於field字段的數據類型，class文件中存儲的方式和咱們在源碼中聲明的有些不同。請看下圖的對應關係：

請注意！！！

    若是咱們在類中定義了field 字段，可是沒有在類中的其餘地方用到這些字段，它是不會被編譯器放到常量池中的。讀者能夠本身試一下。（固然了，定義了可是沒有在類中的其它地方引用到這種狀況不多。）

只有在類中的其餘地方引用到了，纔會將他放到常量池中。

NO10.類中引用到的method方法在常量池中是怎樣描述的？(CONSTANT_Methodref_info,
CONSTANT_Name_Type_info)

      1.舉例：

             仍是以Person類爲例。在Person類中，咱們定義了setName(String
name)、getName()、setAge(int age)、getAge()這些方法：  

   
   
   
   

   
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       package com.louis.jvm; 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       public 
       class Person { 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       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; 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      

        } 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      

        } 
      
 
     
 

   

 雖然咱們定義了方法，可是這些方法沒有在類總的其餘地方被用到（即沒有在類中其餘的方法中引用到），因此它們的方法引用信息並不會放到常量中。

如今咱們在類中加一個方法 getInfo()，調用了getName()和getAge()
方法：

   
   
   
   

   
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       public String getInfo() 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      

        { 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      
 
       return getName()+ 
       "\t"+getAge(); 
      
 
     
 
 
    
 
     
 
      
 
     
 
     
 
      

        } 
      
 
     
 

   

這時候JVM編譯器會將getName()和getAge()方法的引用信息包裝成CONSTANT_Methodref_info結構體放入到常量池之中。

   這裏的方法調用的方式牽涉到Java很是重要的一個術語和機制，叫動態綁定。這個動態綁定問題之後在單獨談談。

 

2.  怎樣表示一個方法引用？

請看下圖：

3.  方法描述符的組成

4. 
getName() 方法引用在常量池中的表示

NO11.類中引用到某個接口中定義的method方法在常量池中是怎樣描述的？(CONSTANT_InterfaceMethodref_info,
CONSTANT_Name_Type_info)

當咱們在某個類中使用到了某個接口中的方法，JVM會將用到的接口中的方法信息方知道這個類的常量池中。

好比咱們定義了一個Worker接口，和一個Boss類，在Boss類中調用了Worker接口中的方法，這時候在Boss類的常量池中會有Worker接口的方法的引用表示。

  
  
  
  

  
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      package com.louis.jvm; 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      /** 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
       * Worker 接口類 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
       * @author luan louis 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
       */ 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      public 
      interface Worker{ 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      public void work(); 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     

       } 
     
 
    
 

  

  
  
  
  

  
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      package com.louis.jvm; 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      /** 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
       * Boss 類，makeMoney()方法 調用Worker 接口的work 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
       * @author louluan 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
       */ 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      public 
      class Boss { 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
      public void makeMoney(Worker worker) 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     

       { 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     

       worker.work(); 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     

       } 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     
 
     
 
    
 
 
   
 
    
 
     
 
    
 
    
 
     

       } 
     
 
    
 

  

咱們對Boss.class執行javap -v  Boss,而後會看到以下信息：

如上圖所示，在Boss類的makeMoney()方法中調用了Worker接口的work()方法，機器指令是經過invokeinterface指令完成的，invokeinterface指令後面的操做數，是指向了Boss常量池中Worker接口的work()方法描述，表示的意思就是：「我要調用Worker接口的work()方法」。

Worker接口的work()方法引用信息，JVM會使用CONSTANT_InterfaceMethodref_info結構體來描述，CONSTANT_InterfaceMethodref_info定義以下：

   CONSTANT_InterfaceMethodref_info結構體和上面介紹的CONSTANT_Methodref_info
結構體很基本上相同，它們的不一樣點只有：

   1.CONSTANT_InterfaceMethodref_info
的tag 值爲11，而CONSTANT_Methodref_info的tag值爲10；

   2.
CONSTANT_InterfaceMethodref_info 描述的是接口中定義的方法，而CONSTANT_Methodref_info描述的是實例類中的方法；

  

小試牛刀

關於方法的描述,徹底相同CONSTANT_InterfaceMethodref_info和上述的CONSTANT_Methodref_info
結構體徹底一致，這裏就不單獨爲CONSTANT_InterfaceMethodref_info繪製結構圖了，請讀者依照CONSTANT_Methodref_info的描述，結合本例子關於Worker接口和Boss類的關係，使用javap
-v Boss,查看常量池信息，而後根據常量池信息，本身動手繪製work() 方法在常量池中的結構。

 

NO12.CONSTANT_MethodType_info，CONSTANT_MethodHandle_info，CONSTANT_InvokeDynamic_info

       若是你從個人《常量池詳解》NO1節看到了NO11節，那麼恭喜你，你已經學會了幾乎全部的常量池項！只要你掌握了上述的常量池項，你就能夠讀懂你日常所見到的任何一個class文件的常量池了。

       至於NO12所列出來的三項：CONSTANT_MethodType_info,CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_InvokeDynamic_info，我想對你說，暫時先無論它吧。

       這三項主要是爲了讓Java語言支持動態語言特性而在Java 7 版本中新增的三個常量池項，只會在極其特別的狀況能用到它，在class文件中幾乎不會生成這三個常量池項。   其實我花了一些時間來研究這三項，而且想經過各類方式生成這三項，不過沒有成功，最後搞的仍是迷迷糊糊的。從我瞭解到的信息來看，Java 7對動態語言的支持很笨拙，而且當前沒有什麼應用價值，而後就對着三項的研究先放一放了。）

       若是讀者有興趣瞭解這三項，建議讀者搜索關於Java 7 動態語言特性方面的文章，推薦閱讀：

         探祕Java 7：JVM動態語言支持詳解