类文件结构

  首先要提到平台无关性和语言无关性,平台无关性,这里大家也都知道了。对于语言无关性这里要简单的提一下,很多人认为java虚拟机只能运行Java的代码其实是不正确的,虚拟机并不会关心Class的来源是什么语言,只要符合Class文件应有的结构就可以在java虚拟机中运行。比如Clojure,Groovy,JRuby,Jython,Scala等。在以后很有可能语言无关性会超过平台无关性。

Class类文件结构

  
  Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流。Class文件结构采用类C语言的伪结构,这种伪结构只有两种数据类型:无符号数和表。无符号数属于基本数据类型,u1,u2,u4,u8分别代表1个字节,2个字节,4个字节,8个字节。表是由多个无符号数或其他表作为数据项构成的复合数据类型。
  类文件结构_第1张图片
  magic:该 项存放了一个 Java 类文件的魔数(magic number)和版本信息。一个 Java 类文件的前 4 个字节被称为它的魔数。每个正确的 Java 类文件都是以 0xCAFEBABE 开头的,这样保证了 Java 虚拟机能很轻松的分辨出 Java 文件和非 Java 文件。
  Version:该项存放了 Java 类文件的版本信息,它对于一个 Java 文件具有重要的意义。因为 Java 技术一直在发展,所以类文件的格式也处在不断变化之中。类文件的版本信息让虚拟机知道如何去读取并处理该类文件。
  
  Constant Pool:该 项存放了类中各种文字字符串、类名、方法名和接口名称、final 变量以及对外部类的引用信息等常量。虚拟机必须为每一个被装载的类维护一个常量池,常量池中存储了相应类型所用到的所有类型、字段和方法的符号引用,因此 它在 Java 的动态链接中起到了核心的作用。常量池的大小平均占到了整个类大小的 60% 左右。
  Access_flag:该项指明了该文件中定义的是类还是接口(一个 class 文件中只能有一个类或接口),同时还指名了类或接口的访问标志,如 public,private, abstract 等信息。
  This Class:指向表示该类全限定名称的字符串常量的指针。
  Super Class:指向表示父类全限定名称的字符串常量的指针。
  Interfaces:一个指针数组,存放了该类或父类实现的所有接口名称的字符串常量的指针。以上三项所指向的常量,特别是前两项,在我们用 ASM 从已有类派生新类时一般需要修改:将类名称改为子类名称;将父类改为派生前的类名称;如果有必要,增加新的实现接口。
  Fields:该项对类或接口中声明的字段进行了细致的描述。需要注意的是,fields 列表中仅列出了本类或接口中的字段,并不包括从超类和父接口继承而来的字段。
  Methods:该 项对类或接口中声明的方法进行了细致的描述。例如方法的名称、参数和返回值类型等。需要注意的是,methods 列表里仅存放了本类或本接口中的方法,并不包括从超类和父接口继承而来的方法。使用 ASM 进行 AOP 编程,通常是通过调整 Method 中的指令来实现的。

  Class attributes:该项存放了在该文件中类或接口所定义的属性的基本信息。

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