JVMS-class文件格式-2

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花了10多个小时，才将JVMS- class File Format-走一遍  ，虽然针对的是最简单的AAA。意义何在？

1、对class文件格式有了整体认识，看CHAPTER 4 The class File Format已经是简单的事情了；

2、使用字节码察看工具，知道了其各项的对应关系。

3、补了一课，解开了一个心结。

 

CHAPTER 4 The class File Format

pseudostructures：在class文件中是不存在的，一种方便的说明方式。它有多个items，Successive items are stored in the class file sequentially, without padding or alignment. 所以，有一些说明本结构长度的项，如constant_pool_count等等各种xxx_count。

Tables是varying-sized structures ，而an array有fixed-sized items 。

4.1 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 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];
    }
这个大图分7段，核心在cp_info 、field_info、method_info和多处使用的attribute_info。

本节比较重要的部分：

1、前10字节：JDK1.0.2中编译的class文件版本号为3.45，version0.50。

2、u2 constant_pool_count 最基本的值为16（事实上15项），其中第0项被隐藏。添加一些代码后，可以研究一下cp_info的变动情况。constant_pool table的排列有一定的顺序。这是重点。

3、中间字节：类的access_flags ，各种修饰符求或；this_class、super_class等等信息都要在constant_pool中找。

4、field_info、method_info和attribute_info，添加一些代码后使用jclasslib研究一下。

 

4.2 The Internal Form of Fully Qualified Class and Interface Names

class文件总是采用fully qualified form 的类型名，所以import语句都是语法糖；java.lang.Object转成了/分割。

4.3 Descriptors

A descriptor using UTF-8 strings (§4.4.7)表示the type of a field or method.

4.4 The Constant Pool

 

严格地，class文件中只有constant_pool table，而常量池是运行期的一个内存空间。当然JVM 指令不依赖类/接口/类实例/数组在运行时的布局，仅仅依赖于本constant_pool table中的字符信息（symbolic information ）。

各种constant_pool table实体/条目（entries）由一个u1即1-byte tag来区别，以便使用相应的结构。

public class Yqj{
    public static int i = 5;
    private final double doo = 5.2;
    String str = "hello";
    public Object foo(){
        int iiiiii = 100;
        return "hello";
    }
}
这个程序较AAA复杂得多，37-1项constant_pool table条目。常量池表的index-tag-解释

1、CONSTANT_Methodref （10）这总是第一个条目。共5u

2、CONSTANT_Double (6).表示它占用2个＃以组成一个double常量5.2，共9u

4、CONSTANT_Fieldref (9)，由＃8和＃31描述本成员变量即Yqj，dooD，共5u

5、CONSTANT_String (8).其string_index指向CONSTANT_Utf8_info 结构＃32，那是它将被初始化的值。3u

6、CONSTANT_Fieldref (9)，由＃8和＃33描述本成员变量即Yqj，strLjava/lang/String

7、CONSTANT_Fieldref (9)，由＃8和＃34描述本成员变量即Yqj，iI

8、CONSTANT_Class (7).由＃35描述类信息Yqj。3u

9、CONSTANT_Class (7).由＃36描述类信息java/lang/String。3u

10-29，CONSTANT_Utf8 (1).各种保存Utf8字符串的结构。分别是：

＃10（i），＃11（I），＃12（doo），＃13（D），＃14（ConstantValue），

＃15（str），＃16（Ljava/lang/String），＃17（<init>），＃18（()V），＃19（Code），

＃20（LineNumberTable），＃21（LocalVariableTable），＃22（this），＃23（Lyqj），

＃24（foo），＃25（()Ljava/lang/Object），＃26（iiiiii），＃27（<clinit>），

＃28（SourceFile），＃29（Yqj.java），

30、CONSTANT_NameAndType (12).由＃17，＃18说明的信息，<init>和()V

31、CONSTANT_NameAndType (12).由＃12，＃13说明的信息，<doo>和D

32、CONSTANT_Utf8 (1).hello

33、CONSTANT_NameAndType (12).由＃15，＃16说明的信息，str和Ljava/lang/String

34、CONSTANT_NameAndType (12).由＃10，＃11说明的信息，i和I

35、CONSTANT_Utf8 (1).Yqj

36、CONSTANT_Utf8 (1).java/lang/String

除了JVM中预定义的字符串（java/lang/String、<init>、()V、I、SourceFile等等）、表示成员的标识符（LYqj、i、doo、iiiiii、foo），程序中定义的命名常量的值5.2CONSTANT_Double，字符串常量＃32的CONSTANT_Utf8 被列入constant_pool table。

 

Note: LocalVariableTable is not a necessary attribute. Some compilers even do not generate a LocalVariableTable in .class files, e.g. the jdk 1.4.2_11.