Class文件結(jié)構(gòu)
整體結(jié)構(gòu)
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];
}
從結(jié)構(gòu)上看可以分為幾大塊 文件頭士鸥、常量池、接口葛躏、字段局齿、函數(shù)剧劝、屬性
文件頭
u4 magic; //固定值 0xCAFEBABE
u2 minor_version;
u2 major_version;
u2 access_flags; //訪問修飾
u2 this_class; //類名 常量池下標(biāo)
u2 super_class; //父類名 常量池下標(biāo) 如果是0 就是java/lang/Object;
</pre></code>
我把這幾個(gè)描述了類基本信息的字段稱為文件頭
major_version.minor_version表示該class文件的版本號(hào),由編譯器版本決定，然而不同版本的虛擬機(jī)只會(huì)支持一定版本范圍內(nèi)的class文件抓歼，如果不在則會(huì)拒絕解析讥此。
例如 openJDK中的實(shí)現(xiàn)
<pre><code>
// Check version numbers - we check this even with verifier off
if (!is_supported_version(major_version, minor_version)) {
if (name == NULL) {
Exceptions::fthrow(
THREAD_AND_LOCATION,
vmSymbols::java_lang_UnsupportedClassVersionError(),
"Unsupported major.minor version %u.%u",
major_version,
minor_version);
}
常量池
常量池包含了class文件中使用到的例如 函數(shù)標(biāo)識(shí)/類型信息/字符串等等，運(yùn)行時(shí)加載到內(nèi)存中形成運(yùn)行時(shí)常量池
常量項(xiàng)中文件中使用變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)描述
cp_info {
u1 tag; //表示常量的類型
u1 info[]; //具體常量的內(nèi)容結(jié)構(gòu) 不同類型常量有不同的結(jié)構(gòu)
}
/*常量類型*/
Constant Type Value
CONSTANT_Class 7
CONSTANT_Fieldref 9
CONSTANT_Methodref 10
CONSTANT_InterfaceMethodref 11
CONSTANT_String 8
CONSTANT_Integer 3
CONSTANT_Float 4
CONSTANT_Long 5
CONSTANT_Double 6
CONSTANT_NameAndType 12
CONSTANT_Utf8 1
CONSTANT_MethodHandle 15
CONSTANT_MethodType 16
CONSTANT_InvokeDynamic 18
例如：Utf8_info常量,更多的可以查看規(guī)范
CONSTANT_Utf8_info {
u1 tag;
u2 length; //字符串長(zhǎng)度
u1 bytes[length]; //字符串?dāng)?shù)據(jù)（utf-8編碼）
}
解析常量池的時(shí)候要注意：常量池長(zhǎng)度為 constant_pool_count -1 但是 下標(biāo)從1開始
屬性表
attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}
屬性項(xiàng)可以包含在class谣妻、method萄喳、field、code中蹋半，作為具體信息項(xiàng)
在class中可以描述文件信息他巨，在method中可以描述字節(jié)碼內(nèi)容，函數(shù)棧信息减江，在code中可以描述行號(hào)等 所以attribute_info同樣是具備不同類型的變長(zhǎng)結(jié)構(gòu)染突。但是attribute_info并沒有tag這樣的專門標(biāo)記去標(biāo)識(shí)類型，而是使用名字attribute_name辈灼。
//一部分Attribute Name
Attribute Section class file Java SE
ConstantValue §4.7.2 45.3 1.0.2
Code §4.7.3 45.3 1.0.2
StackMapTable §4.7.4 50.0 6
Exceptions §4.7.5 45.3 1.0.2
InnerClasses §4.7.6 45.3 1.1
//.......
Code_attribute結(jié)構(gòu)
Code_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 max_stack; //最大棧深度
u2 max_locals; //局部變量數(shù)量
u4 code_length; //字節(jié)碼內(nèi)容長(zhǎng)度
u1 code[code_length]; //字節(jié)碼內(nèi)容
u2 exception_table_length; //異常處理表 由try,catch/finaly 產(chǎn)生
{ u2 start_pc;
u2 end_pc;
u2 handler_pc;
u2 catch_type;
} exception_table[exception_table_length];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
函數(shù)表/字段表
method_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
//一定會(huì)包含一個(gè)code屬性項(xiàng)
attribute_info attributes[attributes_count];
}
field_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
可以看到函數(shù)/字段中的內(nèi)容具體有屬性來描述
字節(jié)碼解析
對(duì)于class文件解析份企，我們最關(guān)心的可能就兩個(gè) 常量池和字節(jié)碼
一條字節(jié)碼由操作碼，操作數(shù)組成,不同的字節(jié)碼操作數(shù)的長(zhǎng)度/表示意義可能不一樣巡莹，對(duì)著規(guī)范翻譯就好
例如invokevirtual字節(jié)碼就是 0xb6 u2 2字節(jié)的操作數(shù)在運(yùn)行時(shí)指向的是一個(gè)instance method ref
