Class类文件的结构

　　Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑的排列在Class文件中，中间没有任何分隔符。Class文件的结构只有两种数据类型：无符号数和表。无符号数以u1、u2、u4和u8来代表1个字节、两个字节、四个字节和八个字节的无符号数，可以用来描述数字、索引引用、数值量或者按UTF-8编码的字符串值。表是有多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，习惯性以“_info”结尾。下面是Class文件的结构：

类 型	名 称	数 量
u4	magic	1
u2	minor_version	1
u2	major_version	1
u2	constant_pool_count	1
cp_info	constant_pool	constant_pool_count-1
u2	access_flag	1
u2	this_class	1
u2	super_class	1
u2	interfaces_count	1
u2	inferfaces	interfaces_count
u2	fields_count	1
field_info	fields	fields_count
u2	methods_count	1
method_info	methods	methods_count
u2	attributes_count	1
attributes_info	attributes	attributes_count

 

1.魔数magic与Java版本号

　　每个Class前四个字节称为魔数，唯一作用是确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件，该魔数为0xCAFEBABE。

　　紧接着魔数的四个字节存储的是Class的版本号。

 

2.常量池constant_pool

　　常量池入口放置容量计数值，该计数值是从1而不是从0开始的。

　　主要存放两大类常量：字面量和符号引用。字面量接近于Java语言层面的常量概念，如文本字符串，声明为final的常量值等。符号引用是编译原理方面的概念，包括三类常量：类和接口的全限定名，字段的名称和描述符，方法的名称和描述符。常量池的每一项常量都是一个表，JDK1.7总用有14种表，表开始都是一个u1类型的标志位，代表这种常量属于哪种常量类型。这14种表又各有自己的结构。

 

3.访问标志access_flag

　　用于识别类或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；是否声明为final等。

 

4.类索引、父类索引与接口索引集合

　　这三项数据确定了这个类的继承关系。

　　类索引和父类索引用两个u2类型的索引值表示，它们各自指向一个类型为Constant_Class_info的类描述符常量，通过Constant_Class_info类型的常量中的索引值可以找到定义在Constant_Utf8_info类型的常量中的全限定名字符串。下面是类索引查找过程：

 　　

 

5.字段表集合

　　字段表用来描述接口或类中声明的变量。下面是字段表的格式

类 型	名 称	数 量
u2	access_flags	1
u2	name_index	1
u2	descriptor_index	1
u2	attributes_count	1
attribute_info	attributes	attributes_count

　　描述符的作用是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表和返回值。基本数据类型以及代表无返回值的void类型都用一个大写字符表示，而对象类型则用字符L加对象的全限定名来表示。对于数组类型，每一维度增加一个“[”前缀来表示，如定义一个java.lang.String[][]类型的二维数组，则被记录为“[[java/lang/String;”，后面的分号是为了隔开连续的多个全限定名。

　　用描述符来描述方法时，按照先参数列表后返回值的顺序描述，参数列表按照参数的严格顺序放在一组小括号“()”中。例如

int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
           char[] target, int targetOffset, int targetCount, int fromIndex) { ... }
//描述符为
//([CII[CIII)I

 

6.方法表集合

　　方法表结构与字段表完全相同。

　　如果子类没有重写父类的方法，方法表集合就不会出现父类的方法。编译器可能自动添加方法，最典型的是类构造器“<clinit>”方法和实力构造器“<init>”方法。

 

7.属性表集合

　　在Class文件、字段表、方法表中都可以携带自己的属性表集合，用于描述某些场景专有的信息。