JVM学习--（三）类文件结构

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本文深入剖析JVM类文件的内部结构，通过一个具体示例，详细解读从源码到class文件的编译过程，包括类文件的魔数、版本号、常量池、字段表、方法信息等关键组成部分。

JVM学习–（三）类文件结构

本节会主要通过《深入理解JAVA虚拟机》上的一个实例，通过自己重新编译分析，来呈现class文件的结构。

一.源码文件

package org.fenixsoft.clazz;
public class TestClass {
    private int m;
    public int inc(){
        return m+1;
    }
}

二.经过javac编译后的class文件

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

三.经过javap反编译后

public class org.fenixsoft.clazz.TestClass
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #4.#15         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #3.#16         // org/fenixsoft/clazz/TestClass.m:I
   #3 = Class              #17            // org/fenixsoft/clazz/TestClass
   #4 = Class              #18            // java/lang/Object
   #5 = Utf8               m
   #6 = Utf8               I
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               inc
  #12 = Utf8               ()I
  #13 = Utf8               SourceFile
  #14 = Utf8               TestClass.java
  #15 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
  #16 = NameAndType        #5:#6          // m:I
  #17 = Utf8               org/fenixsoft/clazz/TestClass
  #18 = Utf8               java/lang/Object
{
  public org.fenixsoft.clazz.TestClass();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 2: 0

  public int inc();
    descriptor: ()I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: getfield      #2                  // Field m:I
         4: iconst_1
         5: iadd
         6: ireturn
      LineNumberTable:
        line 5: 0
}
SourceFile: "TestClass.java"

四.Class文件的具体分析（可以与反编译码一起看）

CAFEBABEJAVA魔数
0000次版本号
0034主版本号
0013常量池容量（有18个常量，因为第0个特殊考虑为空）

常量池部分：
#1
0A类中方法符号引用
0004引用4号常量
000F引用15号常量
#2
09字段的符号引用
0003引用3号常量
0010引用10号常量
#3
07类或接口的符号引用
0011引用11号常量
#4
07类或接口的符号引用
0012引用12号常量
#5
01字符串引用
0001长度为1个字节
6D查询为m
#6
01字符串引用
0001长度为1个字节
49查询为I
#7
01字符串引用
0006长度为6个字节
3C696E69743E查询为
#8
01字符串引用
0003长度为3个字节
282956查询为()V
#9
01字符串引用
0004长度为4个字节
436F6465查询为Code
#10
01字符串引用
000F长度为15个字节
4C696E654E756D6265725461626C65查询为LineNumberTable
#11
01字符串引用
0003长度为3个字节
696E63查询为inc
#12
01字符串引用
0003长度为3个字节
282949查询为()I
#13
01字符串引用
000A长度为10个字节
536F7572636546696C65查询为SourceFile
#14
01字符串引用
000E长度为14个字节
54657374436C6173732E6A617661查询为TestClass.java
#15
0C字段或方法的部分符号引用
0007引用7号常量
0008引用8号常量
#16
0C字段或方法的部分符号引用
0005引用5号常量
0006引用6号常量
#17
01字符串引用
001D长度为29个字节
6F72672F66656E6978736F66742F636C617A7A2F54657374436C617373查询为org/fenixsoft/clazz/TestClass
#18
01字符串引用
0010长度为16个字节
6A6176612F6C616E672F4F626A656374查询为java/lang/Object

类信息：
0021访问标志：super+public
0003类索引：常量池中3号常量
0004父类索引：常量池4号常量
0000接口索引：接口索引集合大小为0，即没有

字段表集合（用来描述接口或类中声明的对象）：
0001 容量计数器，里面只有1个字段
0002 访问标志：private
0005 字段的名字：第5号常量
0006标识字符：常量池第6号常量，I代表int
0000属性表：没有属性

方法信息：
0002方法的个数：2个
第一个方法：
0001方法的访问权限：public
0007方法的名字：第7号常量–初始方法
0008描述符：第8号常量
0001方法里有一项属性
0009属性对应的是9号常量，此属性是字节码描述的，Code
0000001D属性长度为：29（只包含自定义的属性长度，为整个属性表长度减去6）
0001操作栈深度为1
0001局部变量表储存空间为1
00000005字节码区域长度
字节码区域：
2A aload_0
B7 invokespecial
0001 1号常量
B1 return
0000 异常表长度为0，意思是没有异常表
0001字节码区域有一项属性
000A 常量池中的第10号：LineNumberTable
00000006 长度为6
0001行号表长度为1
00000002字节码第0行对应了源码的第2行
第二个方法：
0001访问标志：public
000B 方法名字：第11号常量 inc
000C 描述信息：返回值int
0001 属性表数量1个
0009说明这是个code
0000001F自定义长度为31
0002操作栈深度
0001局部变量表深度
00000007字节码区域长度：7
字节码区域：
2A：aload_0
B4:get field
0002:2号常量
04：iconst_1
60：iadd
AC：ireturn
0000没有异常表
0001属性表有1个
000A常量池10号：LineNumberTable
00000006长度为6
0001行号表长度为1
00000005第0行对应源码第5行