java.class文件结构学习

1.

u1,u2,u3,u4 表示 1字节，2字节，3字节，4字节

class文件

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_flags     1    （access_flags 描述的是当前类（或者接口）的访问修饰符， 如public， private等，还有该类是类，接口还是枚举等）

u2     this_class     1    （当前类的信息，索引class_index ->CONSTANT_Class_info）

u2     super_class     1    （父类的信息，索引class_index ->CONSTANT_Class_info）

u2     interfaces_count     1    （当前类接口数量）

face_info     interfaces     interfaces_count    （每一个接口占u2块,每一块有个索引然后指向CONSTANT_Class_info）

u2     fields_count     1    （当前类定义的字段（变量）的个数，但不包括从父类继承的字段）

field_info     fields     fields_count    （下面有描述）

u2     methods_count     1    （当前类中定义的方法个数，不包括从父类继承的方法）

method_info     methods     methods_count    （对方法的描述）

u2     attribute_count     1        （属性长度）

attribute_info     attributes     attributes_count    （属性数组）

0-3字节（判断该文件是否是虚拟机可接收的Class文件，就好像PE文件开头有个MZ）

4-7字节（版本号）

接下来为常量池中数据项

CONSTANT_Utf8_info ( 程序中的字符串常量， 类型的全限定名， 方法和字段的名称， 方法和字段的描述符， 属性相关字符串)

格式：

tag

length

bytes

例如

1

5

h

e

l

l

o

CONSTANT_NameAndType(表示了一个方法或一个字段)

tag

name_index(它指向常量池中的一个CONSTANT_Utf8_info， 这个CONSTANT_Utf8_info中存储的就是方法或字段的名称)

descriptor_index(它指向常量池中的一个CONSTANT_Utf8_info， 这个CONSTANT_Utf8_info中存储的就是方法或字段的描述符)

#5 = Utf8               age  

#6 = Utf8               I  

#19 = NameAndType        #5:#6          //  age:I

则有

tag 19

name 5

descriptor_index 6

CONSTANT_Integer_info（它存储的是源文件中出现的int型数据的值）

tag(3)

bytes(值)

CONSTANT_String_info（它的作用是存储文字字符串）

tag(8)

string_index（链接到CONSTANT_Utf8_info）

CONSTANT_Class_info（存储类信息）

tag(7)

name_index(CONSTANT_Utf8_info())

CONSTANT_Fieldref_info（对一个字段(变量等)的符号引用， 这个符号引用包括两部分， 一部分是该字段所在的类， 另一部分是该字段的字段名和描述符）

tag

class_index（CONSTANT_Class_info）

name_and_type_index（CONSTANT_NameAndType_info）

CONSTANT_Methodref_info（一个类中方法的符号引用）

tag(10)

class_index（CONSTANT_Class_info）

name_and_type_index（CONSTANT_NameAndType_info）

CONSTANT_InterfaceMethodref_info（接口，都差不多）

fields

field_info结构如下：

access_flags（字段的访问标志，public,private,protected,static，final,volatile,transient等）

name_index (常量池的索引，名称，CONSTANT_Utf8_info)

descriptor_index(指向常量池的索引,描述)

attributes_count（表示这个字段有几个属性）

attributes（各个属性数组，属性一般有三种，ConstantValue， Deprecated， Synthetic）

methods

method_info结构如下：

access_flags（字段的访问标志，public,private,protected,static，final,volatile,transient等）

name_index (常量池的索引，名称，CONSTANT_Utf8_info)

descriptor_index(指向常量池的索引,描述)

attributes_count（表示这个字段有几个属性）

attributes（各个属性数组，属性一般有四种，Code， Deprecated， Exceptions 和Synthetic）

attributes

attribute结构：

attribute_name_index（2字节）(指向一个CONSTANT_Utf8_info,存放当前属性名)

attribute_length（4字节）（当前属性的长度，也就是info的长度）

info

info:

sourcefile_index:(指向一个常量池索引)

类型有：

SourceFile（描述了该类是从哪个源文件中编译来的， 注意， 描述的是源文件， 而不是类， 一个源文件中可以存在多个类。）

InnerClasses 描述的是内部类和外围类的关系

Synthetic表示这个字段， 方法或类不是有用户代码生成的（即不存在与源文件中）， 而是由编译器自动添加的。（内部类啥的）

ConstantValue（静态字段才可以有ConstantValue属性）

Deprecated（源文件中出现的@deprecated注解，表示类过时等等）

Exceptions（描述的是方法声明的可能会抛出的异常）

Code（最重要的属性，存放方法的字节码指令（代码）， 除此之外还存放了和操作数栈，局部变量相关的信息）

结构：

attibute_name_index

attribute_length

max_stack    (当前方法被执行引擎执行的时候， 在栈帧中需要分配的操作数栈的大小)

max_locals    (当前方法被执行引擎执行的时候， 在栈帧中需要分配的局部表量表的大小)

code_length

code    (字节指令，代码)

exception_table_length

exception_table    (异常表,对方法体中try-catch_finally的描述)

attributes_count

attributes    (其他属性)

LineNumberTable属性存在于Code属性中:

它建立了字节码偏移量到源代码行号之间的联系(这个可能就是jvm计数器相关，返回行号)

LocalVariableTable属性存在于Code属性中：

建立了方法中的局部变量与源代码中的局部变量之间的对应关系，（所谓的局部变量表）