【深入java虛擬機(jī)（2）】：class類文件結(jié)構(gòu)-編程開(kāi)發(fā)技術(shù)

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1、【深入Java虛擬機(jī)(2)】：Class類文件結(jié)構(gòu)-編程開(kāi)發(fā)技術(shù)【深入Java虛擬機(jī)(2)］：Class類文件結(jié)構(gòu)原文岀處：蘭亭風(fēng)雨平臺(tái)無(wú)關(guān)性Java是與平臺(tái)無(wú)關(guān)的語(yǔ)言，這得益于Java源代碼編譯后生成的存儲(chǔ)字節(jié)碼的文件，即Class文件，以及Java虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)。不僅使用Java編譯器可以把Java代碼編譯成存儲(chǔ)字節(jié)碼的Class文件，使用JRuby等其他語(yǔ)言的編譯器也可以把程序代碼編譯成Class文件，虛擬機(jī)并不關(guān)心Class的來(lái)源是什么語(yǔ)言，只要它符合一定的結(jié)構(gòu)，就可以在Java中運(yùn)行。Java語(yǔ)言中的各種變量、關(guān)鍵字和運(yùn)算符的語(yǔ)義最終都是市多條字節(jié)碼命令組合

2、而成的，兇此字節(jié)碼命令所能提供的語(yǔ)義描述能力肯定會(huì)比Java語(yǔ)言本身更強(qiáng)大，這便為其他語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一些有別于Java的語(yǔ)言特性提供了基礎(chǔ)，而且這也正是在類加載時(shí)耍進(jìn)行安全驗(yàn)證的原因。類文件結(jié)構(gòu)???Class文件是一組以8位字節(jié)為基礎(chǔ)單位的二進(jìn)制流，各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)口嚴(yán)格按照順序緊湊地排列在Class文件中，中間沒(méi)冇添加任何分隔符，這使得整個(gè)Class文件中存儲(chǔ)的內(nèi)容幾乎全部都是程序運(yùn)行的必要數(shù)據(jù)。根據(jù)Java虛擬機(jī)規(guī)范的規(guī)定，Class文件格式釆用一種類似于C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體的偽結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)，這種偽結(jié)構(gòu)中只有兩種數(shù)據(jù)類型：無(wú)符號(hào)數(shù)和表。無(wú)符號(hào)數(shù)屬于基本數(shù)據(jù)類型，以u(píng)l、u2、nd.

3、迪來(lái)分別代表1、2、4、8個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)數(shù)。表是由多個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)或其他表作為數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成的符合數(shù)據(jù)類型，所冇的表都習(xí)慣性地以結(jié)尾。???整個(gè)Class文件本質(zhì)上就是一張表，它由如下所示的數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成。???從表屮可以看出，無(wú)論是無(wú)符號(hào)數(shù)述是表，當(dāng)需耍描述同一類型但數(shù)量不定的多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)使用一個(gè)前置的容量計(jì)數(shù)器加若干個(gè)連續(xù)的該數(shù)據(jù)項(xiàng)的形式,稱這一系列連續(xù)的摸一個(gè)類型的數(shù)據(jù)為某一類型的集合，比如,fields_count個(gè)fieldjnfo表數(shù)據(jù)構(gòu)成了字段表集合。這里需要說(shuō)明的是：Class文件中的數(shù)據(jù)項(xiàng)，都是嚴(yán)格按照上表中的順序和數(shù)量被嚴(yán)格限定的，每個(gè)字節(jié)代表的含義,

4、長(zhǎng)度，先后順序等都不允許改變。???下表列tBTClass文件中各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的具體含義:類型名稱數(shù)量U4magic1U2minor_version1U2major_version1U2constant_pool_count1cp_infoconstant_poolconstant_pool_countU2access_flags1U2this_dass1U2superclass1U2interfaces_count1U2interfacesinterfaces_countU2fields_count1fieldinfofieldsfields_countU2metho

5、ds_count1method_infomethodsmethods_countU2atrtributes_count1attribute」nfoatrtributesatrtributes_count??從表中可以看出，無(wú)論是無(wú)符號(hào)數(shù)還是表，當(dāng)需要描述同一類型但數(shù)量不定的多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)在其前面使用一個(gè)前置的容量計(jì)數(shù)器來(lái)記錄其數(shù)量，而便跟著若干個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)，稱這-系列連續(xù)的某-類型的數(shù)據(jù)為某-類型的集合，如：fields_count個(gè)field_info表數(shù)據(jù)便組成了方法表集合。這里需要注意的是：Class文件小齊數(shù)據(jù)項(xiàng)是按照上表的順序和數(shù)量被嚴(yán)格限定的，每個(gè)

6、字節(jié)代表的含義、長(zhǎng)度、先后順序都不允許改變。magic與version每個(gè)Class文件的頭4個(gè)字節(jié)稱為魔數(shù)(magic),它的唯一作用是判斷該文件是否為一個(gè)能被虛擬機(jī)接受的Class文件。它的值固定為OxCAFEBABEo緊接著magic的4個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的是Class文件的次版本號(hào)和主版本號(hào)，高版本的JDK能向下兼容低版本的Class文件，但不能運(yùn)行更高版本的Class文件。conspoolmajor_version之后是常量池(constant_pool)的入口,它是Class文件中與其他項(xiàng)目關(guān)聯(lián)最多的數(shù)據(jù)類型，也是占用Class文件空間最大的數(shù)據(jù)項(xiàng)目乙一。常量池

7、屮主要存放兩大類常量：字而量和符號(hào)引用。字而量比較接近于Java層面的常量概念，如文本字符串、被聲明為final的常量值等。而符號(hào)引用總結(jié)起來(lái)則包括了下面三類常量：?類和接口的全限定名（即帶有包名的Class名，如：org.lxh.test.TestClass）?字段的名稱和描述符（private>static等描述符）?方法的名稱和描述符（private、static等描述符）虛擬機(jī)在加載Class文件時(shí)才會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接，也就是說(shuō)，Class文件屮不會(huì)保存各個(gè)方法和字段的最終內(nèi)存布局信息，因此，這些字段和方法的符號(hào)引用不經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換是無(wú)法直接被虛擬機(jī)使用的。當(dāng)虛擬