JVM ClassFile Structure

JVM

摘要: ClassFile Structure

Class 文件格式

ClassFile 结构

我们可以使用 classpy 来分析我们的 class 文件结构

classfileclassfile

其结构在 Java虚拟机规范中有如下定义：

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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];
}

magic

魔数，判断文件是否是能被虚拟机接受的class文件，固定值为 0xCAFEBABE

minor_version、major_version

副版本号和主版本号，高版本支持低版本，低版本不支持高版本

versionversion

constant_pool_count

常量池计数器，constant_pool_count 的值等于 constant_pool 表中的成员数+1

constant_pool 表的索引值从1开始

constant_pool []

常量池，constant_pool 是一种表结构，包含如下内容

constant_poolconstant_pool

可以看到常量池大致两类:

  1. 字面量

  2. 符号引用

    包括方法、字段、类信息等，通过 class_index 、name_and_type_index 索引找到 常量池中 Class 、NameAndType ，再通过 name_index 、descriptor_index 索引最终找到对应信息

access_flags

访问标志，表示某个类或接口的访问权限和基础属性，如：ACC_PUBLIC、ACC_SUPER

this_class/super_class

this_class/supper_classthis_class/supper_class

class文件存储的类名类似完全限定名，但是把点换成了斜线，Java语言规范把这种名字叫作二进制名（binary names）。因为每个类都有名字，所以thisClass必须是有效的常量池索引

interfaces_count/interface[]

接口计数器，表示当前类或接口的直接父接口数量，interface[] 表示接口表

fields_count/fields[]

字段计数器，表示当前 Class 文件 fields[] 数组的成员个数

源代码如下

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public class ClassFileDemo {

    public static final boolean FLAG = true;
    public static final byte BYTE = 123;
    public static final char X = 'X';
    public static final short SHORT = 12345;
    public static final int INT = 123456789;
    public static final long LONG = 12345678901L;
    public static final float PI = 3.14f;
    public static final double E = 2.71828;
}

Class File

fieldsfields

methods_count/methods[]

方法计数器，表示当前 class 文件 method[] 数组的成员个数

源代码如下

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public static void main(String[] args) throws RuntimeException {
    System.out.println("Hello, World!");
}

Class File

methodsmethods

<init> 方法是编译器生成的默认构造方法

attributes_count/attributes[]

属性计数器，表示当前 class 文件 attributes[] 表的成员个数