Class类文件结构的理解
目录
一、magic
二、minor_version、major_version
三、constant_pool_count、constant_pool
四、access_flags
五、this_class、super_class
六、interfaces_count、interfaces
七、fileds_count、fields
八、methods_count、methods
九、attributes_count、attributes
本文大部分都是参考《深入理解Java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践》一书，写下这篇博客的主要目的主要是加深自己的理解。
首先是类的整体结构
其中，u1、u2、u4、u8表示1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数。
文章的作者举了一个例子来进行讲解，我也直接引用他的例子。
package com.zhuyun.Maven;
public class TestClass {
private int m;
public int inc(){
return m + 1;
}
}
其编译后生成的Class内容如下：
下面按照Class结构的顺序进行分析。
一、magic
最开始的4个字节是魔数0xCAFEBABE
二、minor_version、major_version
接下的4个字节是次版本号和主版本号，分别是0x0000、0x0034，其对应的十进制版本号是52，对应关系如下图。
对应的JDK版本号是1.8。
三、constant_pool_count、constant_pool
接下的2个字节和不定长字节，表示常量池。
前两个字节表示常量池中常量的个数，从1开始计数，所以一共有21项常量。
这些常量的第一字节是标识位，代表当前常量是属于哪种常量类型，其对应关系如下：
第一个常量：0x07
从表中可以看出，它的常量类型是CONSTANT_Class_info，其结构如下：
tag表示常量类型，就是前面的0x07。
name_index表示索引值，0x0002表示常量池的第二个常量，所以继续往后找。
第二个常量：0x01
从表中可以看出，0x01的常量类型是CONSTANT_Utf8_info，其结构如下：
第一个字节是tag(0x01)，后两个字节表示UTF-8的字符串长度，0x001a，十进制是26。
接下来的26个字节，就是 字符串的内容com/zhuyun/Maven/TestClass。
第三个常量：0x07
常量类型是CONSTANT_Class_info，索引值是4，也就是接下来的一个变量。
第四个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x10，十进制是16，字符串内容是java/lang/Object 。
第五个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x01，十进制是1，字符串内容是m。
第六个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x01，十进制是1，字符串内容是I。
第七个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0006，十进制是6，字符串内容是
第八个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0003，十进制是3，字符串内容是()V。
第九个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0004，十进制是4，字符串内容是Code。
第十个常量：0x0a
常量类型是CONSTANT_Methodret_info，其结构如下：
第一个字节是0x0a，表示常量类型是CONSTANT_Methodret_info。
接下来2个字节表示索引值0x0003，也就是指向了第三个变量，即前面的 java/lang/Object，表示方法所属的类。
接下来2个字节表示索引值0x000b，也就是指向了第11个变量，即下一个变量。
第十一个常量：0x0c
常量类型是CONSTANT_NameAndType_info，其结构如下：
第一个字节是0x0c，表示常量类型是CONSTANT_NameAndType_info。
接下来2个字节表示索引值0x0007，也就是指向了第7个变量，即前面的
接下来2个字节表示索引值0x0008，也就是指向了第8个变量，即前面的()V，表示刚方法的返回类型是void。
第十二个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x000f，十进制是15，字符串内容是LineNumberTable。
第十三个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0012，十进制是18，字符串内容是LocalVariableTable。
第十四个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0004，十进制是4，字符串内容是this。
第十五个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x001c，十进制是28，字符串内容是Lcom/zhuyun/Maven/TestClass;。
第十六个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0003，十进制是3，字符串内容是inc。
第十七个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x0003，十进制是3，字符串内容是()I。
第十八个常量：0x09
常量类型是CONSTANT_Filedref_info，表示字段的符号引用，其结构如下。
第一个字节是0x09，表示常量类型是CONSTANT_Filedref_info。
接下来2个字节表示索引值0x0001，也就是指向了第1个变量，即前面的 com/zhuyun/Maven/TestClass，表示字段所属的类。
接下来2个字节表示索引值0x0013，也就是指向了第19个变量，即下一个变量，表示了该字段的描述符。
第十九个常量：0x0c
常量类型是CONSTANT_NameAndType_info，其结构如下：
第一个字节是0x0c，表示常量类型是CONSTANT_NameAndType_info。
接下来2个字节表示索引值0x0005，也就是指向了第5个变量，即前面的m，表示该字段的名称。
接下来2个字节表示索引值0x0006，也就是指向了第6个变量，即前面的I，表示该变量的数据类型是int。
第二十个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x000a，十进制是10，字符串内容是SourceFile。
第二十一个常量：0x01
常量类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串长度是0x000e，十进制是14，字符串内容是TestClass.java。
四、access_flags
下面2个字节是访问标志，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；是否定义为abstract类型；是否被声明为final等。
首先，将0x0021转成二进制
0000 0000 0010 0001
从高到低，标志位依次的含义：
| 1 | |
| 2 | ACC_ENUM |
| 3 | ACC_ANNOTATION |
| 4 | ACC_SYNTHETIC |
| 5 | |
| 6 | ACC_ABSTRACT |
| 7 | ACC_INTERFACE |
| 8 | |
| 9 | |
| 10 | |
| 11 | ACC_SUPER |
| 12 | ACC_FINAL |
| 13 | |
| 14 | |
| 15 | |
| 16 | ACC_PUBLIC |
所以只有第11位和13位是1，也就是ACC_SUPER和ACC_PUBLIC为真。
五、this_class、super_class
接下来4个字节表示类引用以及父类引用。除了java.lang.Object外，所有Java类都有父类，因此除了java.lang.Object外，所有Java类的父类引用都不为0。
从前面的常量池中可以找到，类引用是com/zhuyun/Maven/TestClass，而父类引用是java/lang/Object。
六、interfaces_count、interfaces
接下来是接口索引集合，用来描述这个类实现了哪些接口。在该例子中，未实现任何接口所以前2个字节是0，后面的interface也就不占用任何字节。
七、fileds_count、fields
前2个字节表示字段的个数，该例子中只有一个m字段，所以是1。
后面表示字段表集合，用来描述接口或者类中声明的变量。其结构如下：
前2个字节表示访问标志，0x0002表示字段是private，其他访问标志都是false，其含义如下：
接下来的name_index和descriptor_index表示字段的名称以及字段的描述符的索引。
从前面的常量表中可以知道，该字段的名称是第五个常量m，字段的类型是第六个常量I，其对应的基本类型是int。
接下来的2个字节表示属性表集合，用于存储一些额外的信息。在本例中属性表计数器为0，没有额外描述信息。
八、methods_count、methods
前2个字节表示方法的个数，该字段是0x0002，所以有两个方法，一个是本身的方法inc()，另一个自动添加的构造方法
后面表示方法表集合，与上面的字段表类似，其结构如下：
第一个方法：
前2个字节表示访问标志，0x0001表示方法是public的，其他访问标志都是false，其含义如下：
接下来的name_index和descriptor_index表示方法的名称以及方法的描述符的索引。
从前面的常量表中可以知道，该方法的名称是第7个常量
九、attributes_count、attributes
属性表集合，其结构如下：
接下来的2个字节表示属性表集合，用于存储一些额外的信息。0x0001表示只有一个属性表。
接下来2个字节表示属性名称索引，0x0009，对应的常量是Code，说明此属性是方法的字节码描述。
其结构如下：
attribute_name_index：前2个字节，也就是0x0009，表示Code
attribute_length：接下来4个字节，0x0000002f，表示属性值长度。
max_stack：操作数栈深度的最大值，该例子中为1。
max_locals：局部变量所需的存储空间，单位是slot，该例子中为1。
code_length： 字节码长度，该例子中为5，表示有5条字节码指令。
code：字节码指令，根据前面的code_length，获取接下来的code_length个字节作为字节码指令。
查表可知：
exception_table_length：异常处理表长度，该例子中不存在异常处理，长度为0。
接下来解析类似。
接下来的2个字节表示属性表集合，用于存储一些额外的信息。0x0002表示有2个属性表。
接下来2个字节表示属性名称索引，0x000c，对应的常量是LineNumberTable，此属性是用于描述Java源码行号与字节码行号之间的对应关系。
其结构如下：
attribute_name_index：前2个字节，也就是0x000c，表示LineNumberTable
attribute_length：接下来4个字节，0x00000006，表示属性值长度，目前是6个字节。
line_number_table_length：接下来的2个字节，0x0001，表示line_number_info的个数。
line_number_info：包括了start_pc和line_number两个u2类型的数据项，前者是字节码行数，后者是Java源码行号。该例子中 其值是0x0000 0003。
继续往后解析，接下来2个字节表示属性名称索引，0x000d，对应的常量是LocalVariableTable，此属性是用于描述栈帧中局部变量表中的变量Java源码中定义的变量之间的关系。
其结构如下：
attribute_name_index：前2个字节，也就是0x000d，表示LocalVariableTable
attribute_length：接下来4个字节，0x0000000c，表示属性值长度，目前是12个字节。
local_variable_table_length：接下来的2个字节，0x0001，表示local_variable_table的个数。
local_variable_table：代表了一个栈帧与源码中的局部变量的关联，结构如下：
start_pc：这个局部变量的生命周期开始的字节码偏移量。该例子中为0x0001。
length：这个局部变量的生命周期开始的字节码的作用范围覆盖的长度。该例子中为0x0000。
name_index：局部变量名称的索引，该例子中为0x0005，具体的值为m。
descriptor_index：局部变量的描述符的索引，该例子中为0x000e，具体的值为this。
index：局部变量在栈帧局部变量表中Slot的位置，该例子中为0x000f。
