读书笔记：java的class文件格式分析（一）

读书笔记：java的class文件格式分析（一）

阅读Java Virtual Machine Specification中的第四章，理解Java的class文件格式。

class文件由8位的字节流组成。

The ClassFile Structure

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 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[attrributes_count];

}

说明：u2表示无符号2字节量，u4表示无符号4字节量。

各字段的说明：

magic

一般二进制文件中都有magic number这一项，这个数说明该文件是一个class文件，它的值是0xcAFEBABE。

minor_version,major_version

class文件的版本号。

constant_pool_count

常量池表中项目数加1得到。从后面的cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];也容易理解这个值的意思。

cp_info constant_pool[]

存储该class文件中使用到的常量信息。

access_flag

说明该class文件的访问权限和相关属性，通过位掩码来设定。

Flag Name	值	解释
ACC_PUBLIC	0x0001	public
ACC_FINAL	0x0010	final
ACC_SUPER	0x0020	跟调用invokespecial指令时的处理有关
ACC_INTERFACE	0x0200	这是个接口
ACC_ABSTRACT	0x0400	abastract
ACC_SYNTHETIC	0x1000	没有在源代码中出现，该类是编译器生成的
ACC_ANNOTATION	0x2000	注解类型
ACC_ENUM	0x4000	枚举类型

 

这些属性都很容易理解，比如我们定义一个类public final Test{},则Test.class的access_flag中，ACC_PUBLIC和ACC_FINAL是置位的，而ACC_INTERFACE一项肯定是0。很多类似的组合规则倒是容易自己总结出来，比如如果ACC_INTERFACE置位了，那肯定ACC_ABSTRACT也是置位的，因为接口肯定是抽象的；如果ACC_ANNOTATION置位了，那ACC_ANNOTATION肯定同时置位，等等，诸如此类。

画一个具体的位示意图表示：

this_class

一个下标，指向常量池表中代表当前类的Constant_Class_info。

super_class

为0，或者为一个下标，指向常量池中代表其父类的Constant_Class_info。如果这个值为0，那么当前类肯定是Object类。如果当前类是一个接口，该下标指向的是Object类的描述信息。

interface_count

该类实现的接口数，或者该接口实现的超接口数。

interfaces[]

具体的接口信息，每一项都是常量池表中的一个下标，指向表示接口的Constant_Class_info。

后面几个依次是字段（field），方法（methods）和属性的描述，不再赘述，

 

下面具体的分析一个class文件。源文件很简单：

public class Test{
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello World!");
}
}

 

编译，得到Test.class文件，使用WinHex打开。

前4个字节是magic部分，内容为0xCAFEBABE;随后的4个字节是class文件的版本号，这里主版本号是0x0032，也就是50，这是使用jdk1.6编译出的class文件。再后面的2个字节是常量池表的大小信息，0x001D，也就是29，说明常量池表中一共有28项。为了方便观察，可以使用javap -verbose Test得到的结果和当前的二进制文件进行对比。

入门到此，以后继续。