JVM学习笔记之class文件

class文件

实验类:

package core;

public class Foo{

    int m = 6;

    public Foo{
        this.show();
    }

    void show (){ System.out.println("father"); }
}

 

反汇编:

图1

涉及到的JVM指令：

aload_<n>                     从局部变量表加载一个reference类型值到操作数栈中；

invokespecial                 调用实例方法，专门用来调用父类方法、私有方法和实例初始化方法；

bipush                           将一个byte类型数据入栈；

putfield                           设置对象字段；

invokevirtual                   调用实例方法，依据实例的类型进行分派；

return                             方法中返回void；

getstatic                         获取类的静态字段值；

ldc                                   从运行时常量池中提取数据并压入操作数栈；

vim -b Foo.class

:%！ xxd

图2

ClassFile文件结构:

ClassFile{

    u4                        magic;                                                                         // Magic 魔数，固定值 0xCAFEBABE

    u2                        minor_version;                                                           // 副版本号

    u2                        major_version;                                                            // 主版本号

    u2                        constant_pool_count;                                                 // 常量池容量计数器

    cp_info                constant_pool;                                                            // 常量池

    u2                        access_flags;                                                               // 访问标志

    u2                        this_class;                                                                   // 类索引 

    u2                        super_class;                                                                 // 父类索引

    u2                        interfaces_count;                                                       // 接口计数器

    u2                        interfaces [interfaces_count];                                     // 接口表

    u2                        fields_count;                                                               // 字段计数器

    field_info             fields [fields_count];                                                   // 字段表

    u2                        methods_count;                                                         // 方法计数器

    method_info        methods [methods_count];                                       // 方法表

    u2                        attributes_count;                                                        // 属性计数器

    attribute_info      attributes [attributes_count];                                     // 属性表

}

根据Java虚拟机规范，Class文件格式采用类似C语言结构体的伪结构存储数据，这种结构中只有两种数据类型：无符号数和表。

        无符号数属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节、8个字节的无符号数，无符号数可以用来描述

数字、索引引用、数量值或按照UTF-8编码构成字符串值。

        表是由多个无符号数或其他表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都以"_info"结尾。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class

文件本质上就是一张表。

        无论是无符号数还是表，当需要描述同一类型但数量不定的多个数据时，经常会使用一个前置的容器计数器加若干个连续的数据项的形式，这时

称这一系列连续的某一类型的数据为某一类型的集合。

        

        魔数（1～4字节）：确定该文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件。

        次版本号（5～6字节）：

        主版本号（7～8字节）：

        常量池容量计数器（9～10字节）：常量池中常量的数量；

        常量池：常量池中主要存放两大类常量：字面量（文本字符串、声明为final的常量值等）、符号引用（类和接口的全限定名、字段的名称和

                      描述符、方法的名称和描述符）；

                      常量池共有14种常量类型且均有自己的结构，因篇幅限制不赘述。

        访问标志（2个字节）：用于识别一些类或者接口层次的访问信息（这个Class是类还是接口；是否定义为public类型；是否定义为abstract

                                             类型；是否被声明为final等）。

        类索引（2个字节）：用于确定类的全限定名；

        父类索引（2个字节）：用于确定类的父类的全限定名；

        接口计数器（2个字节）：用来描述类实现了哪些接口；

        接口表（2个字节）：

        字段计数器（2个字节）：

        字段表：

        方法计数器（2个字节）：

        方法表：

        属性计数器（2个字节）：

        属性表：

参考：《Java虚拟机规范》、《深入Java虚拟机》

注：