前言

要深入學(xué)習(xí)Java以及Java虛擬機(jī)搔弄，深入學(xué)習(xí)Java字節(jié)碼文件是繞不開的一條路日熬，只有知道了字節(jié)碼文件里的排列結(jié)構(gòu)携冤，你才能透徹的了解在JVM里，類加載是怎么加載Java類的须床，是怎么將二進(jìn)制流轉(zhuǎn)化為運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的铐料。

Class文件是是一組以8字節(jié)為基礎(chǔ)單位的二進(jìn)制流，各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目嚴(yán)格按照順序緊湊地排列在Class文件中豺旬，中間沒有任何分隔符。

這里的Class文件其實(shí)不是特指Java的字節(jié)碼文件柒凉，任何編程語(yǔ)言的編譯器只要按照字節(jié)碼文件規(guī)范編譯成Class文件族阅，都可以在JVM上運(yùn)行，所以字節(jié)碼文件和JVM是和語(yǔ)言無(wú)關(guān)的膝捞。

另外一般Class文件指的不一定是存儲(chǔ)在磁盤上的以.class后綴結(jié)束的文件坦刀，是一種泛指，指的是一切按照字節(jié)碼文件規(guī)范排列的二進(jìn)制字節(jié)流。

字節(jié)碼文件解析

Class文件采用下面這種類似C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體的偽結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)鲤遥，整個(gè)Class文件是一張表沐寺，表里又由無(wú)符號(hào)數(shù)和表組成。

ClassFile { 
    u4  magic; // 魔數(shù)盖奈，固定為"0xCAFEBABY"
    u2  minor_version; //jdk次版本號(hào)
    u2  major_version;  //jdk主版本號(hào)
    u2  constant_pool_count;  //常量池?cái)?shù)組大小混坞，從1計(jì)數(shù)
    cp_info  constant_pool[constant_pool_count - 1]; //常量池?cái)?shù)組
    u2  access_flags;  //類的訪問(wèn)標(biāo)志，如：public
    u2  this_class;  //類索引钢坦，指向常量池中的類符號(hào)引用
    u2  super_class;  //父類索引究孕，指向常量池中的類符號(hào)引用
    u2  interfaces_count; //實(shí)現(xiàn)的接口的數(shù)量
    u2  interfaces[interfaces_count]; //接口列表，按implements后面的接口順序
    u2  fields_count;  //字段數(shù)
    field_info  fields[fields_count]; //字段表
    u2  methods_count; //方法數(shù)
    method_info  methods[methods_count]; //方法表
    u2  attributes_count; //屬性表大小
    attribute_info  attributes[attributes_count]; //屬性表
}

從上面的偽結(jié)構(gòu)可以看到爹凹，Class文件根據(jù)上面的順序把規(guī)定的數(shù)據(jù)類型按照占用的字節(jié)依次排列下來(lái)厨诸。

下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)實(shí)戰(zhàn)分析一下Class文件

//Test.class
public class Test { 
    public static int a = 1;
    public static final int b = 1; 
    public void say(){
        System.out.println("Hello");
    }
}

字節(jié)碼文件實(shí)戰(zhàn)分析.png

(2) u2 minor_version
????2個(gè)字節(jié)(000h:45)次版本號(hào): 0x0000, 次版本號(hào)為0

(3) u2 major_version
????2個(gè)字節(jié)(000h:67)主版本號(hào): 0x0034,即52,JDK1.0-1.1：45.0 ~ 45.3, 1.1后版本增1微酬，數(shù)字加1，所以這里用的是1.1 + 0.(52-45) = 1.8

(4) u2 constant_pool_count
????2個(gè)字節(jié)(000h:89)常量池大小:0x0027,即39颤陶，常量池?cái)?shù)組是從1開始計(jì)數(shù)的颗管，說(shuō)明常量池中有38個(gè)常量，后面依次排列的就是常量池的38個(gè)常量

(5) cp_info constant_pool[constant_pool_count - 1]
????常量池所占的字節(jié)數(shù)是由常量池中常量的數(shù)量以及類型所決定的指郁，這里有38個(gè)常量忙上，每個(gè)常量開頭都有一個(gè)字節(jié)的tag標(biāo)識(shí)常量的類型，具體類型可以參考最下面的腦圖闲坎，根據(jù)這個(gè)標(biāo)識(shí)可以找到這個(gè)常量所占的字節(jié)以及含義疫粥，下面分析其中一個(gè)常量，其余的讀者有興趣可以全部完成

• 000h:a 0x0A,表示常量類型為10腰懂，查表可知是CONSTANT_Methodref方法符號(hào)引用梗逮，那接下來(lái)的四個(gè)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)表示指向常量池中方法所在類的符號(hào)引用的索引項(xiàng)绣溜，就是常量池的數(shù)組下標(biāo)慷彤，所在的位置是方法所在類的符號(hào)引用
• 000h:bc 0x0007,指向常量池?cái)?shù)組第7個(gè)元素，第7個(gè)常量是一個(gè)java.lang.Object類的符號(hào)引用
• 000h:de 0x0018, 指向常量池?cái)?shù)組的第24個(gè)元素怖喻，第24個(gè)常量是一個(gè)名稱和類型的符號(hào)引用底哗，方法名是<init>，描述符是()V
  這樣第一個(gè)常量就分析完成锚沸，共占5個(gè)字節(jié)跋选，表示的是方法符號(hào)引用，該方法所在的類是Object類哗蜈，方法名稱是<init>, 無(wú)參數(shù)前标，返回值是void

借助工具javap可以更直觀的看到我們剛剛分析的部分結(jié)果以及全部類文件的結(jié)構(gòu)坠韩，使用以下命令即可：

javap -v Test.class

結(jié)果如圖：

javap.png

Class文件結(jié)構(gòu)腦圖

下面是我在看《深入理解Java虛擬機(jī)》這本書的時(shí)候整理的關(guān)于Class文件結(jié)構(gòu)的腦圖炼列，圖片比較大只搁，右鍵另存為圖片再查看會(huì)更方便。

class.png

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原文鏈接：http://www.jackielee.cn/posts/7eb7d5c7.html