java類文件結構

任何Java程序都要通過jvm虛擬機的處理生成class文件，而後而後虛擬機去解析class文件，下面咱們來介紹一下class文件的結構。

  Class文件格式採用的是相似於C語言的結構體的僞結構來存儲數據，這種僞結構只有兩種數據類型：無符號數和表；

  無符號數屬於基本的數據類型，以u1，u2，u3，u4，u8來表明1個字節、2個字節、4個字節、8個字節的無符號數，無符號數能夠用來描述數字、索引引用、數量值或者按照UTF-8編碼構成字符串值；

  表是由多個無符號數或者是其餘表做爲數據項構成的複合數據類型，全部表都習慣以「_info」結尾。整個Class文件本質上就是一張表。

  Class文件不像XML文件那樣，因爲沒有任何的分隔符號，因此對於順序和數量，甚至於數據存儲的字節序這樣的細節，都是被嚴格限定的，哪一個字節表明什麼順序，長度是多少，都是不容許改變的。

  每一個Class文件的頭4個字節都稱爲魔數，它的惟一做用就是判斷該文件是不是一個能被虛擬機接收的Class文件。緊接着魔數的4個字節存儲的是Class文件的版本號：第5和第6個字節存儲的是次版本號（Minor Version），第7和第8個字節存儲的是主版本號（Major Version），Java版本號是從45開始的。

  下面分析一個簡單的Java程序對應的Class文件

  源文件

class Test0 {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
                System.out.println("123");

    }

}

對應的Class文件

這裏的第八個字節值對應的十進制就是50，該版本號說明這個文件是能夠被JDK1.6或者以上版本虛擬機執行的Class文件。

緊接着主次版本號以後的是常量池入口，常量池能夠理解爲Class文件中的資源倉庫，因爲常量池中的常量數量不固定的，因此統一在和常量池的入口處須要存放一個u2（兩個字節）類型的數據，表明常量池容量計數值，與Java中語言習慣不同的是，這個計數是從1開始的而不是從0開始，Class文件中只有常量池的容量計數是從1開始的，對於其餘的集合類型，包括接口索引集合，字段表集合，方法表集合等的容量計數都是從0開始的，圖中0x001D表示的十進制數29表示常量池中有28項常量。字節碼的轉化按照十六進制ＡＳＣＩＩ標準

常量池中主要存放兩大類常量：字面量和符號引用，字面量比較接近Java語言層次的常量概念，如文本字符串，申明爲final的常量值等，而符號引用則屬於編譯原理方面的概念，包括下面三類常量：類和接口的全限定名，字段的名稱和描述符，方法的名稱和描述符。  當虛擬機運行時，就會從和常量池中獲取對應的符號引用，再在類建立或者運行時解析，翻譯到具體的內存地址之中。（常量池中的每一項常量都是一個表，JDK1.7中又額外增長了3種表結構數據，擁有14種表結構數據）。

 

如表1-1是常量池的項目類型

能夠看出，示例Class中第一項常量，它的標誌位是0x0A，查表1-1可知這個常量屬於CONSTANT_Methodref_info類型，此類型的常量表明類中方法的符號引用。

     之因此說常量池是最煩瑣的數據，是由於這14種常量類型各自擁有本身的結構。

本例中一共有28個常量，其他的27個常量咱們能夠交由Oracle提供的專門用於分析Class文件字節碼的工具：Javap；效果如圖1-1

圖1-1  使用Javap命令輸出常量表

未完待續。。。