1.概述
编译后的 .class 文件是虚拟机实现平台移植性的根本，下来我们一起来一步一步分析一下 .class 文件。
（ps：此文章借鉴了周志明老师写的《深入理解Java虚拟机》中的第六章，文中用的代码比较差，当时代码规范不是很好）
2.Class 类文件的结构
Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流，各个数据严格按顺序排列在一起，中间没有分隔符。
虚拟机规定，Class 文件采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据，伪结构中只有两种数据类型：无符号数和表。
无符号数：属于基本类型，以u1,u2,u4,u8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，可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照 utf-8 编码构成字符串值。
表：由无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型。
Class文件本质上就是一张表，由一下数据项构成：
分析一下class文件内容
代码是我电脑上随便一个 //一道简单的算法题
public class Bgap {
public static void main(String[] args) {
Solution solution = new Solution();
System.out.println(solution.binaryGap(22));
}
static class Solution {
public int binaryGap(int N) {
String s = Integer.toBinaryString(N);
System.out.println(s);
int max = 0;
String x = "1";
char[] chars = s.toCharArray();
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
System.out.println(chars[i]);
if (1 == 1) {
System.out.println(111);
int count = 0;
int k;
for (k = i + 1; k < s.length(); k++) {
if (chars[k] == 0) {
count++;
} else {
break;
}
}
if (count > max) {
max = count;
}
i = k;
}
}
return max;
}
}
}
1.魔数与Class文件版本
-
每个Class文件的前四个字节 0xCAFEBABE (咖啡宝贝，这也预示这Java图标的产生)称为魔数，唯一作用是用来在确认这个Class文件是否能被虚拟机所接受。
-
第5、6字节代表次版本号，第7、8字节代表主版本号（0x0034为52，对应JDK版本1.8，jdk 1.1为45，每更新一次大版本版本号加一）
2.常量池
接着主版本号后面8、9位就是常量池的入口，是Class文件的资源文件，占用Class文件空间最大数据之一，也是文件中第一个出现的表类型数据项目。
由于常量池的数量不定，所以在入口处放置一项u2类型的数据，代表常量池容量计数值，需要注意的是这个常量值是从1开始计数的，空出0的意义是用0代表不引用任何常量池项目
0x002b代表十进制的 43则代表常量池中有42项常量。
常量池中主要存放两大类常量：字面量和符号引用字面量比较接近Java语言的常量概念，如文本字符串、声明为final的常量等。
而符号引用则属于编译原理方面的概念，它包括三方面的内容：
- 类和接口的全限定名（Fully Qualified Name）；
- 字段的名称和描述符（Descriptor）；
- 方法的名称和描述符；
看看这个例子的第一项，容量计数后面的第一个字节标识这个常量的类型，是0x0a，即10，查表可知是类方法的符号引用，这个常量表的结构如下：
发现name_index是8（0x0008），descriptor_index是26（0x001a）。
Java已经为我们提供了一个自动解析常量池的工具javap我们可以通过javap -verbose class文件名
Classfile /D:/JavaProject/LeetCode/out/production/LeetCode/com/Bgap.class
Last modified 2019-6-5; size 647 bytes
MD5 checksum 09b027b1922fd39f05da720e9b142713
Compiled from "Bgap.java"
public class com.Bgap
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #8.#26 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #27 // com/Bgap$Solution
#3 = Methodref #2.#26 // com/Bgap$Solution."<init>":()V
#4 = Fieldref #28.#29 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#5 = Methodref #2.#30 // com/Bgap$Solution.binaryGap:(I)I
#6 = Methodref #31.#32 // java/io/PrintStream.println:(I)V
#7 = Class #33 // com/Bgap
#8 = Class #34 // java/lang/Object
#9 = Utf8 Solution
#10 = Utf8 InnerClasses
#11 = Utf8 <init>
#12 = Utf8 ()V
#13 = Utf8 Code
#14 = Utf8 LineNumberTable
#15 = Utf8 LocalVariableTable
#16 = Utf8 this
#17 = Utf8 Lcom/Bgap;
#18 = Utf8 main
#19 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#20 = Utf8 args
#21 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#22 = Utf8 solution
#23 = Utf8 Lcom/Bgap$Solution;
#24 = Utf8 SourceFile
#25 = Utf8 Bgap.java
#26 = NameAndType #11:#12 // "<init>":()V
#27 = Utf8 com/Bgap$Solution
#28 = Class #35 // java/lang/System
#29 = NameAndType #36:#37 // out:Ljava/io/PrintStream;
#30 = NameAndType #38:#39 // binaryGap:(I)I
#31 = Class #40 // java/io/PrintStream
#32 = NameAndType #41:#42 // println:(I)V
#33 = Utf8 com/Bgap
#34 = Utf8 java/lang/Object
#35 = Utf8 java/lang/System
#36 = Utf8 out
#37 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#38 = Utf8 binaryGap
#39 = Utf8 (I)I
#40 = Utf8 java/io/PrintStream
#41 = Utf8 println
#42 = Utf8 (I)V
{
public com.Bgap();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcom/Bgap;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=2, args_size=1
0: new #2 // class com/Bgap$Solution
3: dup
4: invokespecial #3 // Method com/Bgap$Solution."<init>":()V
7: astore_1
8: getstatic #4 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
11: aload_1
12: bipush 22
14: invokevirtual #5 // Method com/Bgap$Solution.binaryGap:(I)I
17: invokevirtual #6 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
20: return
LineNumberTable:
line 5: 0
line 6: 8
line 7: 20
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 21 0 args [Ljava/lang/String;
8 13 1 solution Lcom/Bgap$Solution;
}
SourceFile: "Bgap.java"
InnerClasses:
static #9= #2 of #7; //Solution=class com/Bgap$Solution of class com/Bgap
3.访问标志
访问标志(access_flags): 用于识别一些类或者接口层次的访问信息, 包括:这个Class是类还是接口; 是否定义为public类型;如果是类的话是否声明为final等. access_flags一共有16个标志位可以使用, 当前之定义了其中8个,没有使用到的标志位一律是 0
由于access_flags是两个字节大小，一共有十六个标志位可以使用，当前仅仅定义了8个，没有用到的标志位都是0。对于一个类来说，可能会有多个访问标志，这时就可以对照上表中的标志值取或运算的值。
拿上面那个例子来说，它的访问标志值是0x0021，查表可知，这是ACC_PUBLIC和ACC_SUPER值取或运算的结果。所以这个类的访问标志就是ACC_PUBLIC和ACC_SUPER
4.类索引,父类索引和接口索引集合
接下来就是类索引（this_class）和父类索引（super_class），这两个数据都是u2类型的，而接下来的接口索引集合是一个u2类型的集合，class文件由这三个数据项来确定类的继承关系。由于Java中是单继承，所以父类索引只有一个；但Java类可以实现多个接口，所以接口索引是一个集合。
类索引用来确定这个类的全限定名，这个全限定名就是说一个类的类名包含所有的包名，然后使用”/”代替”.”。比如Object的全限定名是java.lang.Object。父类索引确定这个类的父类的全限定名，除了Object之外，所有的类都有父类，所以除了Object之外所有类的父类索引都不为0.接口索引集合存储了implements语句后面按照从左到右的顺序的接口。
类索引和父类索引都是一个索引，这个索引指向常量池中的CONSTANT_Class_info类型的常量。然后再CONSTANT_Class_info常量中的索引就可以找到常量池中类型为CONSTANT_Utf8_info的常量，而这个常量保存着类的全限定名。
this_class的值是0x0007，即十进制的7，我们根据cmd自动解析知道，指向的CONSTANT_Class_info中的索引是33，常量池中索引是33的CONSTANT_Utf8_info的常量值是com/Bgap。这样就解析到了这个类的全限定名，类的父类的全限定名也可以这样解析。
由于这个类没有实现接口，所以接口索引集合的容量计数是0。如果容量计数是0，就不需要存储接口的信息。
5.字段表集合
字段表(field_info)用于描述接口或者类中声明的变量.字段包括(field)包括类级变量以及实例级变量,但不包括在方法内部的局部变量. 每个字段可以包括:
字段的作用域(public,private,protected修饰符),是实例变量还是类变量(static修饰符),可变性(final),并发可见性(volatile修饰符,是否强制从主内存读写),可否被序列化(transient修饰符),字段数据类型(基本类型,对象,数组),字段名称, 类型和名称需要通过常量池中的常量来描述
其中的字段修饰符access_flags，和类中的access_flags类似，对于字段来说可以设置的标志位及含义如下：
access_flags给出了字段中所有可以用布尔值表示的修饰符，剩下的信息就是字段的名字、变量类型等信息。access_flags后面的是name_index和descriptor_index，前者是字段名的常量池索引，后者是字段描述符的常量池索引。name_index可以描述字段的名字，descriptor_index可以描述字段的数据类型。不过，对于方法的描述符来说就要复杂一些，因为一个方法除了返回值类型，还有参数类型，而且参数的个数还不确定。根据描述符规则，这些类型都使用一个大写字母来表示，如下表：
本实例中无字段所以是0x0000
6.方法表集合
在Class文件,字段表,方法表都可以携带自己的属性表集合,以用于某些场景专有的信息.例如Code属性,Java程序方法体中的代码经过Javac编译器处理后,最终变为字节码指令存储在Code属性内.Code属性出现在方法表的属性集合中
7.属性表集合
在Class文件,字段表,方法表都可以携带自己的属性表集合,以用于某些场景专有的信息.例如Code属性,Java程序方法体中的代码经过Javac编译器处理后,最终变为字节码指令存储在Code属性内.Code属性出现在方法表的属性集合中
此处还有11个属性呢，可以下去查看一下书籍
潦草结束了，到时候复习的时候估计会看晕
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