实例解析Java class文件格式
1)Class文件是有8個(gè)字節(jié)為基礎(chǔ)的字節(jié)流構(gòu)成的，這些字節(jié)流之間都嚴(yán)格按照規(guī)定的順序排列，并且字節(jié)之間不存在任何空隙，對(duì)于超過(guò)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，將按 照Big-Endian的順序存儲(chǔ)的，也就是說(shuō)高位字節(jié)存儲(chǔ)在低的地址上面，而低位字節(jié)存儲(chǔ)到高地址上面，其實(shí)這也是class文件要跨平臺(tái)的關(guān)鍵，因?yàn)?PowerPC架構(gòu)的處理采用Big-Endian的存儲(chǔ)順序，而x86系列的處理器則采用Little-Endian的存儲(chǔ)順序，因此為了Class文 件在各中處理器架構(gòu)下保持統(tǒng)一的存儲(chǔ)順序，虛擬機(jī)規(guī)范必須對(duì)起進(jìn)行統(tǒng)一。
2) Class文件結(jié)構(gòu)采用類似C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，主要有兩類數(shù)據(jù)項(xiàng)，無(wú)符號(hào)數(shù)和表，無(wú)符號(hào)數(shù)用來(lái)表述數(shù)字，索引引用以及字符串等，比如 u1,u2,u4,u8分別代表1個(gè)字節(jié)，2個(gè)字節(jié)，4個(gè)字節(jié)，8個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)數(shù)，而表是有多個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)以及其它的表組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。可能大家看到這里 對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)和表到底是上面也不是很清楚，不過(guò)不要緊，等下面實(shí)例的時(shí)候，我會(huì)再以實(shí)例來(lái)解釋。
明確了上面的兩點(diǎn)以后，我們接下來(lái)后來(lái)看看Class文件中按照嚴(yán)格的順序排列的字節(jié)流都具體包含些什么數(shù)據(jù)：
(上圖來(lái)自The Java Virtual Machine Specification Java SE 7 Edition)
在看上圖的時(shí)候，有一點(diǎn)我們需要注意，比如cp_info，cp_info表示常量池，上圖中用 constant_pool[constant_pool_count-1]的方式來(lái)表示常量池有constant_pool_count-1個(gè)常量，它 這里是采用數(shù)組的表現(xiàn)形式，但是大家不要誤以為所有的常量池的常量長(zhǎng)度都是一樣的，其實(shí)這個(gè)地方只是為了方便描述采用了數(shù)組的方式，但是這里并不像編程語(yǔ) 言那里，一個(gè)int型的數(shù)組，每個(gè)int長(zhǎng)度都一樣。明確了這一點(diǎn)以后，我們?cè)诨剡^(guò)頭來(lái)看看上圖中每一項(xiàng)都具體代表了什么含義。
1)u4 magic 表示魔數(shù)，并且魔數(shù)占用了4個(gè)字節(jié)，魔數(shù)到底是做什么的呢?它其實(shí)就是表示一下這個(gè)文件的類型是一個(gè)Class文件，而不是一張JPG圖片，或者AVI的電影。而Class文件對(duì)應(yīng)的魔數(shù)是0xCAFEBABE.
2)u2 minor_version 表示Class文件的次版本號(hào)，并且此版本號(hào)是u2類型的無(wú)符號(hào)數(shù)表示。
3) u2 major_version 表示Class文件的主版本號(hào)，并且主版本號(hào)是u2類型的無(wú)符號(hào)數(shù)表示。major_version和minor_version主要用來(lái)表示當(dāng)前的虛擬 機(jī)是否接受當(dāng)前這種版本的Class文件。不同版本的Java編譯器編譯的Class文件對(duì)應(yīng)的版本是不一樣的。高版本的虛擬機(jī)支持低版本的編譯器編譯的 Class文件結(jié)構(gòu)。比如Java SE 6.0對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)支持Java SE 5.0的編譯器編譯的Class文件結(jié)構(gòu)，反之則不行。
4) u2 constant_pool_count 表示常量池的數(shù)量。這里我們需要重點(diǎn)來(lái)說(shuō)一下常量池是什么東西，請(qǐng)大家不要與Jvm內(nèi)存模型中的運(yùn)行時(shí)常量池混淆了，Class文件中常量池主要存儲(chǔ)了字 面量以及符號(hào)引用，其中字面量主要包括字符串，final常量的值或者某個(gè)屬性的初始值等等，而符號(hào)引用主要存儲(chǔ)類和接口的全限定名稱，字段的名稱以及描 述符，方法的名稱以及描述符，這里名稱可能大家都容易理解，至于描述符的概念，放到下面說(shuō)字段表以及方法表的時(shí)候再說(shuō)。另外大家都知道Jvm的內(nèi)存模型中 有堆，棧，方法區(qū)，程序計(jì)數(shù)器構(gòu)成，而方法區(qū)中又存在一塊區(qū)域叫運(yùn)行時(shí)常量池，運(yùn)行時(shí)常量池中存放的東西其實(shí)也就是編譯器長(zhǎng)生的各種字面量以及符號(hào)引用， 只不過(guò)運(yùn)行時(shí)常量池具有動(dòng)態(tài)性，它可以在運(yùn)行的時(shí)候向其中增加其它的常量進(jìn)去，最具代表性的就是String的intern方法。
5)cp_info 表示常量池，這里面就存在了上面說(shuō)的各種各樣的字面量和符號(hào)引用。放到常量池的中數(shù)據(jù)項(xiàng)在The Java Virtual Machine Specification Java SE 7 Edition 中一共有14個(gè)常量（除去JDK 1.7之后的CONSTANT_InvokeDynamic和CONSTANT_InvokeDynamicTrans兩個(gè)），每一種常量都是一個(gè)表（Tag，1 ~ 12，缺少標(biāo)志為2的數(shù)據(jù)類型），并且每種常量都用一個(gè)公共的部分tag來(lái)表示是哪種類型的常量。
CONSTANT_Utf8_info tag標(biāo)志位為1, UTF-8編碼的字符串
CONSTANT_Integer_info tag標(biāo)志位為3， 整形字面量
CONSTANT_Float_info tag標(biāo)志位為4， 浮點(diǎn)型字面量
CONSTANT_Long_info tag標(biāo)志位為5， 長(zhǎng)整形字面量
CONSTANT_Double_info tag標(biāo)志位為6， 雙精度字面量
CONSTANT_Class_info tag標(biāo)志位為7， 類或接口的符號(hào)引用
CONSTANT_String_info tag標(biāo)志位為8，字符串類型的字面量
CONSTANT_Fieldref_info tag標(biāo)志位為9, 字段的符號(hào)引用
CONSTANT_Methodref_info tag標(biāo)志位為10，類中方法的符號(hào)引用
CONSTANT_InterfaceMethodref_info tag標(biāo)志位為11, 接口中方法的符號(hào)引用
CONSTANT_NameAndType_info tag 標(biāo)志位為12，字段和方法的名稱以及類型的符號(hào)引用
| 常量 | 項(xiàng)目 | 類型 | 描述 |
| CONSTANT_Utf8_info | tag | u1 | 值為1 |
| length | u2 | UTF-8編碼的字符串占用的字節(jié)數(shù) | |
| bytes | u1 | 長(zhǎng)度為length的UTF-8編碼的字符串 | |
| CONSTANT_Integer_info | tag | u1 | 值為3 |
| bytes | u4 | 按照高位在前存儲(chǔ)的int值 | |
| CONSTANT_Float_info | tag | u1 | 值為4 |
| bytes | u4 | 按照高位在前存儲(chǔ)的float值 | |
| CONSTANT_Long_info | tag | u1 | 值為5 |
| bytes | u8 | 按照高位在前存儲(chǔ)的long值 | |
| CONSTANT_Double_info | tag | u1 | 值為6 |
| bytes | u8 | 按照高位在前存儲(chǔ)的double值 | |
| CONSTANT_Class_info | tag | u1 | 值為7 |
| index | u2 | 指向全限定名常量項(xiàng)的索引 | |
| CONSTANT_String_info | tag | u1 | 值為8 |
| index | u2 | 指向字符串字面量的索引 | |
| CONSTANT_Fieldref_info | tag | u1 | 值為9 |
| index | u2 | 指向聲明字段的類或接口描述符CONSTANT_Class_info的索引項(xiàng) | |
| index | u2 | 指向字段描述符CONSTANT_NameAndType的索引項(xiàng) | |
| CONSTANT_Methodref_info | tag | u1 | 值為10 |
| index | u2 | 指向聲明方法的類或接口描述符CONSTANT_Class_info的索引項(xiàng) | |
| index | u2 | 指向名稱及類型CONSTANT_NameAndType的索引項(xiàng) | |
| CONSTANT_InterfaceMethodref_info | tag | u1 | 值為11 |
| index | u2 | 指向聲明字段的類或接口描述符CONSTANT_Class_info的索引項(xiàng) | |
| index | u2 | 指向名稱及類型CONSTANT_NameAndType的索引項(xiàng) | |
| CONSTANT_NameAndType_info | tag | u1 | 值為12 |
| index | u2 | 指向該字段或方法名稱常量項(xiàng)的索引 | |
| index | u2 | 指向該字段或方法描述符常量項(xiàng)的索引 |
6) u2 access_flags 表示類或者接口的訪問(wèn)信息，具體如下圖所示：
7)u2 this_class 表示類的常量池索引，指向常量池中CONSTANT_Class_info的常量
8)u2 super_class 表示超類的索引，指向常量池中CONSTANT_Class_info的常量
9)u2 interface_counts 表示接口的數(shù)量
10)u2 interface[interface_counts]表示接口表，它里面每一項(xiàng)都指向常量池中CONSTANT_Class_info常量
11)u2 fields_count 表示類的實(shí)例變量和類變量的數(shù)量
12) field_info fields[fields_count]表示字段表的信息，其中字段表的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
上圖中access_flags表示字段的訪問(wèn)表示，比如字段是public,private，protect 等，name_index表示字段名 稱，指向常量池中類型是CONSTANT_UTF8_info的常量，descriptor_index表示字段的描述符，它也指向常量池中類型為 CONSTANT_UTF8_info的常量，attributes_count表示字段表中的屬性表的數(shù)量，而屬性表是則是一種用與描述字段，方法以及 類的屬性的可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，不同版本的Java虛擬機(jī)所支持的屬性表的數(shù)量是不同的。
13) u2 methods_count表示方法表的數(shù)量
14)method_info 表示方法表，方法表的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
其中access_flags表示方法的訪問(wèn)表示，name_index表示名稱的索引，descriptor_index表示方法的描述 符，attributes_count以及attribute_info類似字段表中的屬性表，只不過(guò)字段表和方法表中屬性表中的屬性是不同的，比如方法 表中就Code屬性，表示方法的代碼，而字段表中就沒(méi)有Code屬性。其中具體Class中到底有多少種屬性，等到Class文件結(jié)構(gòu)中的屬性表的時(shí)候再 說(shuō)說(shuō)。
15) attribute_count表示屬性表的數(shù)量，說(shuō)到屬性表，我們需要明確以下幾點(diǎn)：
屬性表存在于Class文件結(jié)構(gòu)的最后，字段表，方法表以及Code屬性中，也就是說(shuō)屬性表中也可以存在屬性表
屬性表的長(zhǎng)度是不固定的，不同的屬性，屬性表的長(zhǎng)度是不同的
#################上面說(shuō)完了Class文件結(jié)構(gòu)中每一項(xiàng)的構(gòu)成以后，我們以一個(gè)實(shí)際的例子來(lái)解釋以下上面所說(shuō)的.###################
package com.ejushang.TestClass; public class TestClass implements Super { private static final int staticVar = 0; private int instanceVar=0; public int instanceMethod(int param) { return param+1; } } interface Super{ }
通過(guò)jdk1.6.0_37的javac 編譯后的TestClass.java對(duì)應(yīng)的TestClass.class的二進(jìn)制結(jié)構(gòu)如下圖所示：
下面我們就根據(jù)前面所說(shuō)的Class的文件結(jié)構(gòu)來(lái)解析以下上圖中字節(jié)流。
1)魔數(shù)
從Class的文件結(jié)構(gòu)我們知道，剛開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)是魔數(shù)，上圖中從地址00000000h-00000003h的內(nèi)容就是魔數(shù)，從上圖可知Class的文件的魔數(shù)是0xCAFEBABE。
2)主次版本號(hào)
接下來(lái)的4個(gè)字節(jié)是主次版本號(hào)，有上圖可知從00000004h-00000005h對(duì)應(yīng)的是0×0000,因此Class的minor_version 為0×0000,從00000006h-00000007h對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為0×0032,因此Class文件的major_version版本為 0×0032,這正好就是jdk1.6.0不帶target參數(shù)編譯后的Class對(duì)應(yīng)的主次版本。
3)常量池的數(shù)量
接下來(lái)的2個(gè)字節(jié)從00000008h-00000009h表示常量池的數(shù)量，由上圖可以知道其值為0×0018，十進(jìn)制為24個(gè),但是對(duì)于常量池的數(shù)量 需要明確一點(diǎn)，常量池的數(shù)量是constant_pool_count-1，為什么減一，是因?yàn)樗饕?表示class中的數(shù)據(jù)項(xiàng)不引用任何常量池中的常 量。
4)常量池
我們上面說(shuō)了常量池中有不同類型的常量，下面就來(lái)看看TestClass.class的第一個(gè)常量，我們知道每個(gè)常量都有一個(gè)u1類型的tag標(biāo)識(shí)來(lái)表示 常量的類型，上圖中0000000ah處的內(nèi)容為0x0A，轉(zhuǎn)換成二級(jí)制是10，有上面的關(guān)于常量類型的描述可知tag為10的常量是 Constant_Methodref_info,而Constant_Methodref_info的結(jié)夠如下圖所示：
第一個(gè)常量池 ：0A 00 04 00 13
- 0A——tag值為10，表示第一個(gè)常量類型是CONSTANT_Methodref_info；
- 00 04——#4?聲明當(dāng)前方法類描述符索引值為4；
- 00 13——#19當(dāng)前方法的名稱和類型索引值為19；
- 09——tag值為9，類型為CONSTANT_Fieldref_info；
- 00 03——#3?聲明當(dāng)前方法類描述符索引值為3；
- 00 14——#20?字段描述符的名稱和類型索引值為20；
第三個(gè)常量池 ：07 00 15?
- 07——tag值為7，類型為CONSTANT_Class_info；
- 00 15——#21?類型為“類或接口符號(hào)引用”，所以全限定名常量索引為21；
第四個(gè)常量池 ：07 00 16?
- 07——tag值為7，類型為CONSTANT_Class_info；
- 00 16——#16?類型為“類或接口符號(hào)引用”，所以全限定名常量索引為16；
第五個(gè)常量池 ：07 00 17
- 07——tag值為7，類型為CONSTANT_Class_info；
- 00 17——#17?類型為“類或接口符號(hào)引用”，所以全限定名常量索引為17；
第六個(gè)常量池 ：01 00 09 73 74 61 74 69 63 56 61 72
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 09——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為9；
- 73——隨后1個(gè)字節(jié)表示
73 -> （asc 碼）115-> 字母 s ? ? ? 74->（asc 碼）116-> 字母 t ? ? ???61 ->?（asc 碼）97-> 字母 a ? ? ?? 74?->?（asc 碼）116-> 字母t ? ????69 ->?（asc 碼）105-> 字母 i ? ? ? ? ? ???63 ->?（asc 碼）99-> 字母 c ? ??? 56?->?（asc 碼）86-> 字母 v ? ? ???61 ->?（asc 碼）97-> 字母 ?a ? ? ?? 72?->?（asc 碼）114-> 字母 r ? ? ? ====>字符串staticVar? ?
第七個(gè)常量池 ：01 00 01 49
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 01——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為1；
- 49——隨后1個(gè)字節(jié)表示 ? ? ??49-> （asc 碼）73-> 字母 I
第八個(gè)常量池 ：01 00 0D 43 6F 6E 73 74 61 6E 74 56 61 6C 75 65
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0D——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為13；
- 43?6F 6E 73 74 61 6E 74 56 61 6C 75 65 表示instanceMethod
第九個(gè)常量池 ：03 00 00 00 00
- 03——tag值為3，類型為CONSTANT_Integer_info；
- 00 00 00 00—— 說(shuō)明存在int 常量 而且初始化 int 值 0；
第十個(gè)常量池 ：01 00 0B 69 6E 73 74 61 6E 63 65 56 61 72
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0B——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為11；
- 69 6E 73 74 61 6E 63 65 56 61 72 表示instanceVar
第十一個(gè)常量池 ：01 00 06 3C 69 6E 69 74 3E
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0B——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為11；
- 3C 69 6E 69 74 3E?表示<init>
第十二常量池 ：01 00 03 28 29 58
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 03——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為3；
- 28 29 56 ?表示()x
第十三常量池 ：01 00 04 43 6F 64 65
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 04——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為4；
- 43 6F 64 65 表示Code
第十四常量池 ：01 00 0F 4C 69 6E 65 4E 75 6D 62 65 72 54 61 62 6C 65?
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0F——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為15；
- 4C 69 6E 65 4E 75 6D 62 65 72 54 61 62 6C 65表示LineNumber Table
第十五常量池 ：09 00 0E 69 6E 73 74 61 6E 63 65 4D 65 74 68 6F 64
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0E——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為14；
- 69 6E 73 74 61 6E 63 65 4D 65 74 68 6F 64 表示instanceMethod
第十六常量池 ：01 00 04 28 49 29 49
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 04——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為4；
- 28 49 29 49—表示；(I)I
第十七常量池 ：01 00 0A 53 6F 75 72 63 65 46 69 6C 65
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0A——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為11；
- 53 6F 75 72 63 65 46 69 6C 65?表示sourceFile
第十八常量池 ：01 00 0E 54 65 73 74 43 6C 61 73 73 2E 6A 61 76 61?
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 0E——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度為14；
- 54 65 73 74 43 6C 61 73 73 2E 6A 61 76 61?表示TestClass/java
第十九常量池 ：09 00 03 00 14
第二十常量池 ：09 00 03 00 14
第二十一常量池 ：01 00 20 ......
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 20——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度32； ???上圖字符串表示：com/ejushang/TestClass/TestClass ? 記錄testclass
第二十二常量池 ：01 00 10 ......
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 10——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度16； ? ? ? ? ?上圖字符串表示：java/lang/object/ ? 記錄java中根類 object
第二十三常量池 ：01 00 1C ......
- 01——tag值為1，類型為CONSTANT_Utf8_info；
- 00 1C——這個(gè)UTF-8編碼的常量字符串長(zhǎng)度28； ? 上圖字符串表示：com/ejushang/TestClass/Super ?記錄父類
接下來(lái)又可以通過(guò)同樣的方法來(lái)找到常量池中的所有常量。不過(guò)JDK提供了一個(gè)方便的工具可以讓我們查看常量池中所包含的常量。通過(guò)javap -verbose TestClass 即可得到所有常量池中的常量，截圖如下：
從上圖我們可以清楚的看到，TestClass中常量池有24個(gè)常量，不要忘記了第0個(gè)常量，因?yàn)榈?個(gè)常量被用來(lái)表示 Class中的數(shù)據(jù)項(xiàng)不引用任何常量池中的常量。從上面的分析中我們得知TestClass的第一個(gè)常量表示方法，其中class_index指向的第四 個(gè)常量為java/lang/Object，name_and_type_index指向的第19個(gè)常量值為:()V,從這里可 以看出第一個(gè)表示方法的常量表示的是java編譯器生成的實(shí)例構(gòu)造器方法。通過(guò)同樣的方法可以分析常量池的其它常量。
OK，分析完常量池，我們接下來(lái)再分 析下access_flags。
5)u2 access_flags 表示類或者接口方面的訪問(wèn)信息，比如Class表示的是類還是接口，是否為public,static，final等。具體訪問(wèn)標(biāo)示的含義之前已經(jīng)說(shuō)過(guò) 了，下面我們就來(lái)看看TestClass的訪問(wèn)標(biāo)示。Class的訪問(wèn)標(biāo)示是從0000010dh-0000010e，期值為0×0021，根據(jù)前面說(shuō)的 各種訪問(wèn)標(biāo)示的標(biāo)志位，我們可以知道：0×0021=0×0001|0×0020 也即ACC_PUBLIC 和 ACC_SUPER為真，其中ACC_PUBLIC大家好理解，ACC_SUPER是jdk1.2之后編譯的類都會(huì)帶有的標(biāo)志。
訪問(wèn)標(biāo)志： ??00 21(如果你比較熟悉，你寫(xiě)的類是public而且都有object父類，直接定位到字節(jié)碼稍后面的部分上這兩個(gè)字節(jié))該類的訪問(wèn)標(biāo)志為：0x0021 = 0x0020 | 0x0001 = ACC_SUPER | ACC_PUBLIC
6)u2 this_class 表示類的索引值，用來(lái)表示類的全限定名稱，類的索引值如下圖所示：
從上圖可以清楚到看到，類索引值為0×0003，對(duì)應(yīng)常量池的第三個(gè)常量，通過(guò)javap的結(jié)果，我們知道第三個(gè)常量為 CONSTANT_Class_info類型的常量，通過(guò)它可以知道類的全限定名稱為：com/ejushang/TestClass /TestClass
7)u2 super_class 表示當(dāng)前類的父類的索引值，索引值所指向的常量池中類型為CONSTANT_Class_info的常量，父類的索引值如下圖所示，其值為0×0004, 查看常量池的第四個(gè)常量，可知TestClass的父類的全限定名稱為：java/lang/Object
8)interfaces_count和 interfaces[interfaces_count]表示接口數(shù)量以及具體的每一個(gè)接口，TestClass的接口數(shù)量以及接口如下圖所示，其中 0×0001表示接口數(shù)量為1，而0×0005表示接口在常量池的索引值，找到常量池的第五個(gè)常量，其類型為CONSTANT_Class_info，其 值為：com/ejushang/TestClass/Super
- 類索引：引用于確定這個(gè)類的全限定名；
- 父類索引：引用于確定這個(gè)類的父類的全限定名（因?yàn)镴ava語(yǔ)言不支持多繼承，所有的類都繼承于java.lang.Object，除了java.lang.Object類，所有類的父索引都不為0）；
- 接口索引集：接口索引的格式一般格式是：interfaces_count （ u2 ) + interfaces ( u2 ) * n；（ n – interfaces_count ），這里interfaces_count表示當(dāng)前類繼承了多少接口，是接口計(jì)數(shù)器，后邊每一個(gè)u2類型的正數(shù)就是每一個(gè)接口的接口索引；
9)fields_count 和 field_info, fields_count表示類中field_info表的數(shù)量，而field_info表示類的實(shí)例變量和類變量，這里需要注意的是 field_info不包含從父類繼承過(guò)來(lái)的字段，field_info的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
其中access_flags表示字段的訪問(wèn)標(biāo)示，比如public,private,protected，static,final等，access_flags的取值如下圖所示：
其中name_index 和 descriptor_index都是常量池的索引值，分別表示字段的名稱和字段的描述符，字段的名稱容易理解，但是字段的描述符如何理解呢?其實(shí)在JVM 規(guī)范中，對(duì)于字段的描述符規(guī)定如下圖所示：
其中大家需要關(guān)注一下上圖最后一行，它表示的是對(duì)一維數(shù)組的描述符，對(duì)于String[][]的描述符將是[[ Ljava/lang/String,而對(duì)于int[][]的描述符為[[I。接下來(lái)的attributes_count以及 attribute_info分別表示屬性表的數(shù)量以及屬性表。下面我們還是以上面的TestClass為例，來(lái)看看TestClass的字段表吧。
首先我們來(lái)看一下字段的數(shù)量，TestClass的字段的數(shù)量如下圖所示：
從上圖中可以看出TestClass有兩個(gè)字段，查看TestClass的源代碼可知，確實(shí)也只有兩個(gè)字段，接下來(lái)我們看看第一個(gè)字段，我們知道第一個(gè)字段應(yīng)該為private int staticVar,它在Class文件中的二進(jìn)制表示如下圖所示：
? ? 注意：每一個(gè)屬性是8個(gè)字節(jié)表示，但是如果是常量屬性，那么另加8個(gè)字節(jié)表示ConstantValue,下面緊接著介紹
其中0x001A表示訪問(wèn)標(biāo)示，通過(guò)查看access_flags表可知，其為ACC_PRIVATE,ACC_STATIC,ACC_FINAL,接下 來(lái)0×0006和0×0007分別表示常量池中第6和第7個(gè)常量，通過(guò)查看常量池可知，其值分別為：staticVar和I，其中staticVar為字 段名稱，而I為字段的描述符，通過(guò)上面對(duì)描述符的解釋，I所描述的是int類型的變量，接下來(lái)0×0001表示staticVar這個(gè)字段表中的屬性表的 數(shù)量，從上圖可以staticVar字段對(duì)應(yīng)的屬性表有1個(gè)，0×0008表示常量池中的第8個(gè)常量，查看常量池可以得知此屬性為 ConstantValue屬性，而ConstantValue屬性的格式如下圖所示：
其中attribute_name_index表述屬性名的常量池索引，本例中為ConstantValue，而ConstantValue的 attribute_length固定長(zhǎng)度為2，而constantValue_index表示常量池中的引用，本例中，其中為0×0009，查看第9個(gè) 常量可以知道，它表示一個(gè)類型為CONSTANT_Integer_info的常量，其值為0。
上面說(shuō)完了private static final int staticVar=0，下面我們接著說(shuō)一下TestClass的private int instanceVar=0,在本例中對(duì)instanceVar的二進(jìn)制表示如下圖所示：
其中0×0002表示訪問(wèn)標(biāo)示為ACC_PRIVATE,0x000A表示字段的名稱，它指向常量池中的第10個(gè)常量，查看常量池可以知道字段名稱為 instanceVar，而0×0007表示字段的描述符，它指向常量池中的第7個(gè)常量，查看常量池可以知道第7個(gè)常量為I，表示類型為 instanceVar的類型為I，最后0×0000表示屬性表的數(shù)量為0.
10)methods_count 和 method_info ，其中methods_count表示方法的數(shù)量，而method_info表示的方法表，其中方法表的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
從上圖可以看出method_info和field_info的結(jié)構(gòu)是很類似的，方法表的access_flag的所有標(biāo)志位以及取值如下圖所示：
其中name_index和descriptor_index表示的是方法的名稱和描述符，他們分別是指向常量池的索引。這里需要結(jié)解釋一下方法的描述 符，方法的描述符的結(jié)構(gòu)為：(參數(shù)列表)返回值，比如public int instanceMethod(int param)的描述符為：(I)I，表示帶有一個(gè)int類型參數(shù)且返回值也為int類型的方法，接下來(lái)就是屬性數(shù)量以及屬性表了，方法表和字段表雖然都有 屬性數(shù)量和屬性表，但是他們里面所包含的屬性是不同。接下來(lái)我們就以TestClass來(lái)看一下方法表的二進(jìn)制表示。首先來(lái)看一下方法表數(shù)量，截圖如下：
從上圖可以看出方法表的數(shù)量為0×0002表示有兩個(gè)方法，接下來(lái)我們來(lái)分析第一個(gè)方法，我們首先來(lái)看一下TestClass的第一個(gè)方法的access_flag，name_index,descriptor_index，截圖如下：
從上圖可以知道access_flags為0×0001，從上面對(duì)access_flags標(biāo)志位的描述，可知方法的access_flags的取值為 ACC_PUBLIC,name_index為0x000B，查看常量池中的第11個(gè)常量，知道方法的名稱為，0x000C表示 descriptor_index表示常量池中的第12常量，其值為()V,表示方法沒(méi)有參數(shù)和返回值，其實(shí)這是編譯器自動(dòng)生成 的實(shí)例構(gòu)造器方法。接下來(lái)的0×0001表示方法的方法表有1個(gè)屬性，屬性截圖如下：
從上圖可以看出0x000D對(duì)應(yīng)的常量池中的常量為Code,表示的方法的Code屬性，所以到這里大家應(yīng)該明白方法的那些代碼是存儲(chǔ)在Class文件方法表中的屬性表中的Code屬性中。接下來(lái)我們?cè)诜治鲆幌翪ode屬性，Code屬性的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
其中attribute_name_index指向常量池中值為Code的常量，attribute_length的長(zhǎng)度表示Code屬性表的長(zhǎng)度(這里 需要注意的時(shí)候長(zhǎng)度不包括attribute_name_index和attribute_length的6個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度)。
max_stack表示最大棧深度，虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)根據(jù)這個(gè)值來(lái)分配棧幀中操作數(shù)的深度，而max_locals代表了局部變量表的存儲(chǔ)空間。
max_locals的單位為slot，slot是虛擬機(jī)為局部變量分配內(nèi)存的最小單元，在運(yùn)行時(shí)，對(duì)于不超過(guò)32位類型的數(shù)據(jù)類型，比如 byte,char,int等占用1個(gè)slot，而double和Long這種64位的數(shù)據(jù)類型則需要分配2個(gè)slot，另外max_locals的值并 不是所有局部變量所需要的內(nèi)存數(shù)量之和，因?yàn)閟lot是可以重用的，當(dāng)局部變量超過(guò)了它的作用域以后，局部變量所占用的slot就會(huì)被重用。
code_length代表了字節(jié)碼指令的數(shù)量，而code表示的時(shí)候字節(jié)碼指令，從上圖可以知道code的類型為u1,一個(gè)u1類型的取值為0×00-0xFF,對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制為0-255，目前虛擬機(jī)規(guī)范已經(jīng)定義了200多條指令。
exception_table_length以及exception_table分別代表方法對(duì)應(yīng)的異常信息。
attributes_count和attribute_info分別表示了Code屬性中的屬性數(shù)量和屬性表，從這里可以看出Class的文件結(jié)構(gòu)中，屬性表是很靈活的，它可以存在于Class文件，方法表，字段表以及Code屬性中。
接下來(lái)我們繼續(xù)以上面的例子來(lái)分析一下，從上面init方法的Code屬性的截圖中可以看出，屬性表的長(zhǎng)度為 0×00000026,max_stack的 值為0×0002,max_locals的取值為0×0001,code_length的長(zhǎng)度為0x0000000A，那么00000149h- 00000152h為字節(jié)碼，接下來(lái)exception_table_length的長(zhǎng)度為0×0000，而attribute_count的值為 0×0001，00000157h-00000158h的值為0x000E,它表示常量池中屬性的名稱，查看常量池得知第14個(gè)常量的值為 LineNumberTable，LineNumberTable用于描述java源代碼的行號(hào)和字節(jié)碼行號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它不是運(yùn)行時(shí)必需的屬性，如果通 過(guò)-g:none的編譯器參數(shù)來(lái)取消生成這項(xiàng)信息的話，最大的影響就是異常發(fā)生的時(shí)候，堆棧中不能顯示出出錯(cuò)的行號(hào)，調(diào)試的時(shí)候也不能按照源代碼來(lái)設(shè)置斷 點(diǎn)，接下來(lái)我們?cè)倏匆幌翷ineNumberTable的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
其中attribute_name_index上面已經(jīng)提到過(guò)，表示常量池的索引，attribute_length表示屬性長(zhǎng)度，而 start_pc和 line_number分表表示字節(jié)碼的行號(hào)和源代碼的行號(hào)。本例中LineNumberTable屬性的字節(jié)流如下圖所示：
上面分析完了TestClass的第一個(gè)方法，通過(guò)同樣的方式我們可以分析出TestClass的第二個(gè)方法，截圖如下：
其中access_flags為0×0001,name_index為0x000F,descriptor_index為0×0010，通過(guò)查看常量池可 以知道此方法為public int instanceMethod(int param)方法。通過(guò)和上面類似的方法我們可以知道instanceMethod的Code屬性為下圖所示：
最后我們來(lái)分析一下，Class文件的屬性，從00000191h-00000199h為Class文件中的屬性表，其中0×0011表示屬性的名稱，查看常量池可以知道屬性名稱為SourceFile，我們?cè)賮?lái)看看SourceFile的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
其中attribute_length為屬性的長(zhǎng)度，sourcefile_index指向常量池中值為源代碼文件名稱的常量，在本例中SourceFile屬性截圖如下：
其中attribute_length為0×00000002表示長(zhǎng)度為2個(gè)字節(jié)，而soucefile_index的值為0×0012,查看常量池的第18個(gè)常量可以知道源代碼文件的名稱為T(mén)estClass.java
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的实例解析Java class文件格式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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