類文件結構的故事（二）

文章目錄

• 讀常量池的方法
• UTF-8編碼的字符串表
• 訪問標記
• 類索引、父類索引、接口索引集合
• 字段表集合
• 方法表集合
• 插播： 爲何重載，不能根據方法返回值進行區別
• 屬性表集合

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讀常量池的方法

以前簡單的說了下，如何讀常量池裏面的數據項。

如今舉個例子，爲你我加深下印象。

拿 CONSTANT_Class_info 這張表舉例子。它的結構以下：

類型	名稱	數量
u1	tag	1
u2	name_index	1

第一個數據項是 tag 是標記位的意思，第二個數據項 name_index 是類或者接口的全限定名。它的值是個 u2 類型，換算成十進制，指的就是常量池中的第幾個表。從 1 開始 計算， 0 以前已經說過，被系統設置了。

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UTF-8編碼的字符串表

這個比較特別，常量池中全部的引用，最後都指向一張字符串表，可是不是指向同一張。值得單獨說下。

CONSTANT_Utf8_info 的結構以下：

類型	名稱	數量
u1	tag	1
u2	length	1
u1	bytes	length

第一個仍是標記位；第二個是長度，表示從當前開始，日後的 length 個字節就是該表 表示的數據。

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訪問標記

常量池結束之後，緊跟着的是 訪問標記 ，佔用兩個字節，用來描述接口或者類的信息，好比，是不是 abstract ，是否被定義 public 仍是 private ，若是是類，是否被修飾爲 final ；

一樣的書上給出可一個關係表，列出了對應的關係，好比 ACC_PUBLIC 對應的標誌值爲 0x0001 ，表示是否爲 public ；ACC_FINAL 對應的標誌值爲 0x0010 ，表示是不是 final 類；ACC_SUPER 對應的標誌值爲 0x0020 ， JDK1.2 之後編譯出來的類，這個標誌就爲真；其餘的就不一一列舉了，上面推薦的工具，直接顯示了該類的類型；

主要說下這個標誌值是怎麼計算的，首先有許多標誌位，只有被用的標誌位纔會被設置爲對應的標誌值，沒用到的，通通設置爲 0 ；

好比這裏使用到了 final，super，public，所以，三個標誌的標誌值進行 | 運算：0x0001 | 0x0020 | 0x0010 = 0x0031 也就是圖中工具直接算出來的 0x0031 ；

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類索引、父類索引、接口索引集合

類索引、父類索引，都是一個 u2 類型的數據項，接口索引集合，從名字上就能夠看出是個集合，是一組 u2 類型數據的集合；

Class文件，經過這三個數據項，進行肯定繼承關係；

類索引，用於肯定該類、接口的全限定名；

父類索引，用於肯定該類、接口的父類的全限定名，除了 java.lang.Object ，全部的 Java 類的父類索引都不能夠爲 0 ；

接口索引集合，用於描述該類實現了哪些接口|接口繼承了哪些接口，這些接口按照 implement、extend 後面從左到右的順序，排列到接口索引集合中；

類索引、父類索引，都是一個 u2 類型的數據項，都指向一個 CONSTANT_Class_info ，而後 CONSTANT_Class_info 的索引指向一個 CONSTANT_Utf8_info ，裏面保存着對應的 全限定名 ；

接口索引集合，因爲是一個集合，全部跟常量池同樣，首先有個入口，是一個 u2 類型的接口數量計數器，而後後面纔是真正的集合；若是沒有實現或繼承任何接口，則計算器的值爲 0 ，後面接口的索引表將再也不佔用任何字節，也就是不存在；

都是保存着索引的，拿着索引去常量池裏面尋找對應的數據；

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字段表集合

字段表用於描述接口或類中申明的變量；

這個變量是類中，不論是不是 static 修飾的，也就是類級別的、實例級別的 ，都算，可是方法內部的不算；

保存的信息，變量的修飾符、名字 ；其中修飾符，有數據類型修飾符（int、douple...），做用域修飾符（private、public...）、static、final、transient、volatile… ；

上面那些修飾符，除了數據類型修飾符，其餘的修飾符，都是要麼幾選一，要麼有，要麼沒有，都是布爾類型，很適合用一個標記位來表示；至於其餘修飾符、類型是千奇百怪的，反正沒法想到怎麼用一個固定字節來表示，那咱們就用字符串記錄下，字符串放進常量池裏面，這裏僅保存引用 ；

字段表的入口，是一個 u2 字節的計數器；

字段表結構以下：

名稱	類型	數量
access_flags	u2	1
name_index	u2	1
descriptor_index	u2	1
attributes_count	u2	1
attributes	attributes_info	attributes_count

除了數據類型的字段的修飾符放到 access_flags 和 訪問標記 基本同樣；

access_flags 以後，就是 name_index 、descriptor_index ，都是索引，指向常量池;

1. name_index ：簡單名稱，int number（）； 的簡單名稱就是 number ；

2. 類的 全限定名 ，將 類全名 中的 . 換成 / ；

3. descriptor_index：描述符，字段的數據類型，方法的參數列表（順序不可亂）和返回值，這些就是字段與方法的描述符；

   • 基本數據類型和 void 都用一個大寫字母表示，對象類型使用 L 加上對象的全限定名錶示

標識字符	被標識的類型
B	byte
C	char
D	double
f	float
I	int
J	long
S	short
Z	boolean
V	void
L	對象類型

數組，什麼類型的數組以及幾維數組，就在對應的類型的標識字符前面添加對應的 [，好比 int[][] number 則記作 [[I ;

上面的例子只是描述字段，描述方法則按照如下順序：

1. 參數列表；參數列表按照參數定義的順序，放在一個 () 裏面；

2. 返回值 ；

   好比 public String toString(char c,int[] number) ; 的描述符爲 (C[I)Ljava/lang/String ；

這以後就是額外信息描述計數器和額外信息描述，後面 屬性表 那裏再講；字段的值就是放在那裏面，咱們這裏說的都是字段的描述：修飾符、名字等等

字段表集合不會列出父類的字段，可是可能列出一些不存在的字段，好比 內部類的屬性中可能會出現外部類引用 ，內部類能夠直接訪問外部類，那麼外部類的可供內部類訪問的字段，會被直接添加到內部類的字節碼的字段表集合中的；

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方法表集合

基本上和 字段表集合 同樣；

就再也不重複講了；

主要說下，方法的修飾符、名字、描述符，都被保存起來了；那麼方法體呢，被保存在哪裏呢？方法體通過編譯之後，變爲字節碼指令，存放在 屬性表 集合中的 Code 屬性裏面 ；

一樣父類的方法，若是沒有被子類重寫，是不會被放到該集合中的；

可是集合中可能出現一些編譯器本身添加進去的方法，好比類構造器方法 <clinit> 和實例構造器方法 <init> ；

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插播： 爲何重載，不能根據方法返回值進行區別

java 虛擬機規範裏面，指定 方法特徵簽名，僅僅包括了 方法名稱、參數順序以及類型 ；

各大廠商實現的虛擬機，都按照這個規範來的，在尋找方法的時候，僅僅按照方法特徵簽名來尋找的，而方法特徵簽名裏面，沒有返回值；所以，不能經過方法返回值進行區分重載的方法；

而在字節碼文件裏面，只要描述不是徹底一致的方法，是能夠共存的，也就是能夠經過方法返回值進行區分，只是 jvm規範 中沒有將方法返回值算進去，其實技術層面是能夠經過返回值進行區分的 ；

所以，虛擬機平臺上的其餘語法在實現的時候，能夠將這個歸入進去，轉成字節碼的時候 JVM 是認識的，可是 java 裏面是沒法作到了。

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屬性表集合

屬性表，和前面說的那些不太同樣，它在好多地方都有出現，不是一個單獨做爲一項出現的，也就是它能夠出現屢次，不似以前的那些數據項只能在規定的地方出現一次。

前面講的那些，某些數據項中存在屬性表屬性，其中有： Class文件、字段表、方法表 ，這三個數據項都有本身的屬性表，用於描述一些信息。

屬性表自己也是一個表結構，其結構以下：

類型	名稱	數量
u2	attribute_name_index	1
u4	attribute_length	1
u1	info	attribute_length

屬性表的限制不像其餘表和雙規似的限制那麼嚴格，它對其中的屬性沒有順序要求，甚至對屬性的個數也沒有要求，任何人均可以往屬性表裏面添加屬性，就是你添加的屬性，JVM 不認識，在運行的時候會被自動忽略掉而已。

爲了能正確的解析 Class 文件，解析裏面的屬性表的屬性，JVM 規範目前制定了 21 個屬性，用於描述特定場景的信息。 其中每一個屬性自己也是一張表。

其中有些屬性，只能用在 方法表或者字段表或者類文件中，也有能夠三個通用的屬性，也有能夠用在其餘屬性的屬性。通常是一些屬性能夠用在 Code 屬性 。