JVM系列---J2SE8 Class文件

Class结构

为了描述 class文件格式,Java虚拟机规范定义了u1,u2,u4三种数据类型来表示1、2和4字节无符号整数。Java虚拟机规范使用一种类似C语言的结构体来描述class文件格式,整个class文件被描述为如下结构体。

ClassFile {
u4       magic;
u2       minor_version;
u2       major_version;
u2       constant_pool_count;
cp_info     constant_pool[constant_pool_count-1];
u2       access_flags;
u2       this_class;
u2       super_class;
u2       interfaces_count;
u2       interfaces[interfaces_count]
u2       fields_count;
field_info    fields[fields_count];
u2       methods_count;
method_info  methods[methods_count];
u2       attributes_count;
attribute_info  attributes[attributes_count]
}

magic(魔数)

魔数用于标志文件格式,class文件的魔数是"0xCAFEBABE",固定在开头的4个字节。

minor/major version

用于标志class文件版本, 特定的Java虚拟机实现只支持版本号在特定范围内的class文件,比如Oracle java SE 8支持版本号为45.0~52.0的class文件。

constant pool

主要存储类、接口、字段、方法、属性的元数据,包括名称,描述。
常量池结构如下:
cp_info {
u1 tag;
u1 info[];
}

Constant Type Value
CONSTANT_Class 7
CONSTANT_Fieldref 9
CONSTANT_Methodref 10
CONSTANT_InterfaceMethodref 11
CONSTANT_String 8
CONSTANT_Integer 3
CONSTANT_Float 4
CONSTANT_Long 5
CONSTANT_Double 6
CONSTANT_NameAndType 12
CONSTANT_Utf8 1
CONSTANT_MethodHandle 15
CONSTANT_MethodType 16
CONSTANT_InvokeDynamic 18

Java虚拟机一共定义了14种常量。

Constant Type Value
CONSTANT_Class 7
CONSTANT_Fieldref 9
CONSTANT_Methodref 10
CONSTANT_InterfaceMethodref 11
CONSTANT_String 8
CONSTANT_Integer 3
CONSTANT_Float 4
CONSTANT_Long 5
CONSTANT_Double 6
CONSTANT_NameAndType 12
CONSTANT_Utf8 1
CONSTANT_MethodHandle 15
CONSTANT_MethodType 16
CONSTANT_InvokeDynamic 18

CONSTANT_Class

CONSTANT_Class_info {
u1 tag;
u2 name_index;
}

CONSTANT_Fieldref

CONSTANT_Fieldref_info {
u1 tag;
u2 class_index;
u2 name_and_type_index;
}

CONSTANT_Methodref

CONSTANT_Methodref_info {
u1 tag;
u2 class_index;
u2 name_and_type_index;
}

CONSTANT_InterfaceMethodref

CONSTANT_InterfaceMethodref_info {
u1 tag;
u2 class_index;
u2 name_and_type_index;
}

CONSTANT_String

CONSTANT_String_info {
u1 tag;
u2 string_index;
}

CONSTANT_Integer

CONSTANT_Integer_info {
u1 tag;
u4 bytes;
}

CONSTANT_Float

CONSTANT_Float_info {
u1 tag;
u4 bytes;
}

CONSTANT_Long

CONSTANT_Long_info {
u1 tag;
u4 high_bytes;
u4 low_bytes;
}

CONSTANT_Double

CONSTANT_Double_info {
u1 tag;
u4 high_bytes;
u4 low_bytes;
}

CONSTANT_NameAndType

CONSTANT_NameAndType_info {
u1 tag;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
}

CONSTANT_Utf8

CONSTANT_Utf8_info {
u1 tag;
u2 length;
u1 bytes[length];
}

CONSTANT_MethodHandle

CONSTANT_MethodHandle_info {
u1 tag;
u1 reference_kind;
u2 reference_index;
}

CONSTANT_MethodType

CONSTANT_MethodType_info {
u1 tag;
u2 descriptor_index;
}

CONSTANT_InvokeDynamic

CONSTANT_InvokeDynamic_info {
u1 tag;
u2 bootstrap_method_attr_index;
u2 name_and_type_index;
}

access flag

存储访问标志,比如private,public,static等。1bit对应一个标志。

this class

存储当前class文件对应的文件名在当前常量池中的索引

super class

存储父类名在当前常量池中的索引

interface

存储接口名在当前常量池中的索引

field

field_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

method

method_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

attribute

attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}

[继续完善中]

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