Class文件

Class文件是Java虛擬機(jī)定義并被其所識(shí)別的文件格式，通俗地講窄锅，每一個(gè)接口或者類對(duì)應(yīng)一個(gè)Class文件钦勘。

Class文件格式

• Class文件是一組以8位字節(jié)為基礎(chǔ)單位的的二進(jìn)制流。
• 各數(shù)據(jù)項(xiàng)目之間沒有任何分隔符
• Class文件格式采用的結(jié)構(gòu)只有兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：無符號(hào)數(shù)和表谭企。
  • 無符號(hào)數(shù)：以u(píng)1,u2等表示1倔毙，2個(gè)字節(jié)的無符號(hào)數(shù)壶栋，無符號(hào)數(shù)可用于描述數(shù)字、索引引用普监、數(shù)量值、字符串值。
  • 表：以多個(gè)無符號(hào)數(shù)或者表組成凯正，通常以_info結(jié)尾毙玻，整個(gè)Class文件就是一張表。

Class文件的組成：

Class文件結(jié)構(gòu)

• 魔數(shù)：Class文件開始四個(gè)字節(jié)是魔數(shù)廊散，用于驗(yàn)證該文件是否能被虛擬機(jī)執(zhí)行
• 版本號(hào)：魔數(shù)后四個(gè)字節(jié)則是Class文件的主版本號(hào)和次版本號(hào)
• 常量池：版本號(hào)后面緊跟著的則是常量池部分桑滩。常量池不同與java中，它是由1開始計(jì)數(shù)的允睹，常量癡表的數(shù)目是常量個(gè)數(shù)減一运准。第0項(xiàng)為保留項(xiàng)目，用于指示當(dāng)前Class文件不需要引用任何一個(gè)常量池缭受。常量池中主要包含兩大類常量：
  • 字面量：包括文本字符串胁澳，被聲明為final的常量值等。
  • 符號(hào)引用：包括類和接口的權(quán)限定名米者，字段的名稱和描述符韭畸，方法的名稱和描述符
• 訪問標(biāo)志：常量池部分結(jié)束后則是訪問標(biāo)志部分，該部分包括信息：是類還是接口蔓搞，是否定義為public胰丁，是否final，是否abstract等信息喂分。
• 訪問標(biāo)志之后則是類索引锦庸，父類索引，接口索引集合部分蒲祈，該部分的主要信息為：該類的信息的索引甘萧，父類的信息的索引，實(shí)現(xiàn)接口的個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)接口信息的索引讳嘱。（通過指向一個(gè)類型為CONSTANT_Class_info的類描述符常量幔嗦，從而在對(duì)應(yīng)的常量池找到相關(guān)信息）
• 字段表：接下來的部分則是用于描述類聲明的變量信息，包括變量的作用域沥潭，是否為static邀泉，是否為final等信息。
• 方法表：方法表則是用于描述類中方法的信息钝鸽，與字段表類似汇恤。
• 屬性表：屬性表在字段表和方法表中都會(huì)出現(xiàn)，主要用于描述某些場(chǎng)景特有的信息拔恰。比如方法是否拋出異常因谎，被final聲明的變量的值，內(nèi)部類列表等信息颜懊。

Dex文件

Dex是Android平臺(tái)上(Dalvik虛擬機(jī)财岔，art虛擬機(jī))的可執(zhí)行文件风皿，每個(gè)APK壓縮包中都包含一個(gè)（或者多個(gè)MultiDex）Dex文件，Dex文件中包含了app的所有源碼匠璧。

Dex文件的結(jié)構(gòu)

• Dex文件是一組以8位字節(jié)為基礎(chǔ)單位的的二進(jìn)制流桐款。
• Dex文件的各數(shù)據(jù)項(xiàng)目之間也沒有任何分隔符

• Dex文件由文件頭，索引區(qū)夷恍，數(shù)據(jù)區(qū)三個(gè)部分組成

  
  
  Dex文件結(jié)構(gòu)
• 其各個(gè)元素的解釋如下：
  • header：dex文件頭部魔眨，記錄整個(gè)dex文件的相關(guān)屬性
  • string_ids：字符串?dāng)?shù)據(jù)索引，記錄了每個(gè)字符串在數(shù)據(jù)區(qū)的偏移量
  • type_ids：類型數(shù)據(jù)索引酿雪，記錄了每個(gè)類型的字符串索引
  • proto_ids：原型數(shù)據(jù)索引遏暴，記錄了方法聲明的字符串，返回類型字符串指黎，參數(shù)列表
  • field_ids：字段數(shù)據(jù)索引朋凉，記錄了所屬類，類型以及方法名
  • method_ids：類方法索引袋励，記錄方法所屬類名侥啤，方法聲明以及方法名等信息
  • class_defs：類定義數(shù)據(jù)索引，記錄指定類各類信息茬故，包括接口盖灸，超類，類數(shù)據(jù)偏移量
  • data：數(shù)據(jù)區(qū)磺芭，保存了各個(gè)類的真實(shí)數(shù)據(jù)
  • link_data：連接數(shù)據(jù)區(qū)

header

文件頭記錄了dex文件的一些基本信息, 以及大致的數(shù)據(jù)分布赁炎。其各字段及解釋如下：

索引區(qū)

索引區(qū)中索引了整個(gè)dex中的字符串、類型钾腺、方法聲明徙垫、字段以及方法的信息, 其結(jié)構(gòu)體的開始位置和個(gè)數(shù)均來自dex文件頭中的記錄

• 字符串索引區(qū)：描述dex文件中所有的字符串信息
• 類型索引區(qū)：描述dex文件中所有的類型, 如類類型、基本類型放棒、返回值類型等
• 方法聲明索引區(qū)：描述dex文件中所有的方法聲明
• 字段索引區(qū)：描述dex文件中所有的字段聲明, 這個(gè)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)全部都是索引值, 指明了字段所在的類姻报、字段的類型以及字段名稱
• 方法索引區(qū)：描述Dex文件中所有的方法, 指明了方法所在的類、方法的聲明以及方法名字

數(shù)據(jù)區(qū)

索引區(qū)中的最終數(shù)據(jù)偏移以及文件頭中描述的偏移都指向數(shù)據(jù)區(qū), 還包括了即將要解析的class_def_item

• class_def_item：這個(gè)結(jié)構(gòu)由dex文件頭中的classDefsSize和classDefsOff所指向, 描述Dex文件中所有類定義信息, 每一個(gè)DexClassDef中包含一個(gè)DexClassData的結(jié)構(gòu)(classDataOff),每一個(gè)DexClassData中包含了一個(gè)Class的數(shù)據(jù), Class數(shù)據(jù)中包含了所有的方法, 方法中包含了該方法中的所有指令

Class文件和Dex文件對(duì)比

• Class文件是JVM的執(zhí)行文件间螟，而Dex文件是安卓虛擬機(jī)（Dalvik吴旋，art）的執(zhí)行文件
• Class文件對(duì)應(yīng)Java中每一個(gè)類，而Dex文件則包含整個(gè)APK文件中的JAVA代碼厢破，故Dex文件可以大大縮小體積荣瑟，減少Class文件的數(shù)據(jù)冗余，有利于在移動(dòng)端中運(yùn)行摩泪。（可以通過SDK中的dx命令將若干個(gè)Class文件轉(zhuǎn)化為Dex文件）