第六章 类文件结构（读深入理解jvm虚拟机，随记）

6.2  无关性的基石

   标题为什么是无关性基石呢。时至今日，商业机构和开源机构已经在java语言之外发展出一大批在java虚拟机上运行的语言。如Clojure，Groovy，Scala等。

   java虚拟机不和包括java在内的任何语言绑定，它只与“Class文件”这种特定的二进制文件格式有所关联。  java程序（＊.java）------>javac编译器------>字节码文件----->java虚拟机。

6.3  Class类文件的结构

   如果想比较深入的了解虚拟机，那么这部分是不能不接触的。

   注意⚠️：任何一个Class文件都对应着唯一一个类或接口的定义信息，但反过来说，类或接口并不一定都得定义在文件里（譬如类或接口也可以通过类加载器直接生成）。

  Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流，各个数据项严格按照顺序紧凑地排列在Class文件之中，中间没有添加任何分隔符。

  Class文件采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据。其只有两种数据类型：无符号数和表。

  无符号数：属于基本数据类型。以u1，u2，u4，u8分别代表1个字节，2个字节，4个字节，8个字节的无符号数。无符号数可以用来描述：数字，索引引用，数量值或者按UTF－8编码构成字符串值。

  表是由多个无符号数或者其他表构成的复合数据类型。都以“_info”结尾。 整个Class文件本质上就是一张表。

  

    以上是Class文件的基本组成概述。后续继续详细介绍哪几个字节分别代表什么。

 

（1）魔数，class文件的版本（magic，minor_version，major_version）

        每个Class文件的头4个字节称为魔数（Magic Number），它的唯一作用是确定这个文件是否是一个可以被虚拟机接受的文件。

        第5和第6字节是次版本号（Minor Version），第7和第8个字节是主版本号（Major Version）。jdk1.1是（45～45.3），1.2是（45～46.3）以此类推，每次加一。

（2）常量池（constant_pool_count，constant_pool是表类型）

         在主次版本号之后的是常量池入口，常量池可以理解为Class文件之中的资源仓库。

         常量池主要存放两大类常量：字面量（Literal）和符号引用。

 字面量比较接近于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。

（3）访问标志位（access_flags）

         常量池之后的两个字节代表 访问标志位（access_flags）。这个标志用于识别一些类或者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；如果是类的话，是否被声明为final等。

（4）类索引，父类索引与接口索引集合

         类索引（this_class）和父类索引（super_class）都是一个u2类型的数据，而接口索引集合（interfaces）是一组u2类型数据的集合，Class文件中由这三项数据来确定这个类的继承关系。

（5）字段表集合

         字段表（field_info）用于描述接口或者类中声明的变量。字段（field）包括类级变量以及实例级变量，但不包括在方法内部声明的局部变量。

字段包括的信息有：字段的作用域（public，private，protected修饰符），是实例变量还是类变量（static修饰符），可变性（final），并发可见性（volatile修饰符，是否强制从主内存读写），可否被序列化（transient修饰符），字段数据类型，字段名称。

（6）方法表集合

（7）属性表集合

         在Class文件，字段表，方法表都可以携带自己的属性表集合，以用于描述某些场景的专有信息。

6.4 字节码指令简介

  （1）字节码与数据类型

         在java虚拟机的指令集中，大多数的指令都包含了其操作所对应的数据类型信息。

  （2）加载和存储指令

         加载和存储指令用于将数据在栈帧中的 局部变量表 和 操作数栈 之间来回传输。

  （3）运算指令

  （4）类型转换指令

  （5）对象创建与访问指令

  （6）操作数栈管理指令

  （7）控制转移指令

  （8）方法调用和返回指令

  （9）异常处理指令

  （10）同步指令