深入理解java虛擬機讀書筆記悼嫉,第六章:類文件結(jié)構(gòu)

6.1概述

計算機只能識別0和1

虛擬機以及建立在虛擬機上語言的出現(xiàn)昨稼,使編寫的程序編譯成二進制本地機碼(native code)非唯一選擇侣诺,越來越多編程語言選擇了與操作系統(tǒng)和機器指令集無關(guān)、平臺中立的格式作為程序編譯后的存儲格式

6.2無關(guān)性的基石

虛擬機可以載入和執(zhí)行同一種平臺無關(guān)的字節(jié)碼

各種平臺不同的虛擬機和各個平臺統(tǒng)一使用的程序存儲格式-字節(jié)碼(Bytecode)熄浓,是平臺無關(guān)性的基石

虛擬機一種中立特性--語言無關(guān)性正越來越被重視情臭,基礎(chǔ)仍舊是虛擬機和字節(jié)碼存儲格式省撑,虛擬機不和某種語言綁定,只和“Class文件”這種特定的二進制文件相關(guān)聯(lián)俯在,Class文件包含了Java虛擬機指令集和符號表以及其他輔助信息

基于安全性的考慮竟秫,Java虛擬機規(guī)范要求Class文件中使用許多強制性的語法和結(jié)構(gòu)化約束

6.3class類文件結(jié)構(gòu)

class文件是以8位字節(jié)為基礎(chǔ)單位的二進制流,各個數(shù)據(jù)項按順序緊密排序跷乐,中間沒有添加任何分隔符肥败,8位字節(jié)以上的數(shù)據(jù)按高位在前的方式分隔成若干個8位字節(jié)進行存儲


class文件格式只有兩種數(shù)據(jù)類型

無符號數(shù)

屬于基本數(shù)據(jù)類型,以u1愕提、u2馒稍、u4、u8代表1浅侨、2纽谒、4、8個字節(jié)的無符號數(shù)

用來描述數(shù)字如输、索引引用鼓黔、數(shù)量值或者按照UTF-8編碼構(gòu)成的字符串

多個無符號數(shù)或者其他表作為數(shù)據(jù)項構(gòu)成的復(fù)合數(shù)據(jù)類型

描述有層次關(guān)系的復(fù)合結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)


6.3.1魔數(shù)與class文件的版本

唯一目的是確定這個文件是否是能被虛擬機接受的class文件

使用魔數(shù)而不是擴展名是出于安全考慮,因為擴展名可以隨意改動


class文件的魔數(shù):0xCAFEBABF

次版本號

主版本號


6.3.2常量池

class文件中的資源倉庫

常量池容器計數(shù)器是從1開始的不见,且只有常量池計數(shù)從1開始

0用來表達“不引用任何一個常量池項目”


存放兩大類常量

字面量(Literal)

接近于java的常量澳化,如文本字符串、聲明為final的常量值

符號引用(Symbolic References)

類和接口的全限定名

字段的名稱和描述

方法的名稱和描述

常量池的項目類型

常量項結(jié)構(gòu)1

常量項結(jié)構(gòu)2


6.3.3訪問標志

識別類或者接口層次訪問信息

6.3.4類索引稳吮、父類索引與接口索引集合

確定類的繼承關(guān)系


6.3.5字段表合集

類級變量缎谷、實例級變量

字段表結(jié)構(gòu)

描述符的作用是描述字段的數(shù)據(jù)類型、方法的參數(shù)列表(數(shù)量盖高、類型以及順暢)和返回值慎陵,基本數(shù)據(jù)類型和void都用一個大寫字母表示,對象類型用L加上對象的全限定名稱類表示

不會列出從超類或者繼承而來的字段喻奥,有可能列出java代碼中不存在的字段


6.3.6方法表合集

方法表結(jié)構(gòu)

方法訪問標志


6.3.7屬性表集合

虛擬機規(guī)范預(yù)定義的屬性


6.4字節(jié)碼指令簡介

Java虛擬機的指令由一個字節(jié)長度的席纽、代表著某種特定操作含義的數(shù)字(操作么Opscode)以及零至多個代表操作所需參數(shù)(稱為操作數(shù))而構(gòu)成

6.4.1 字節(jié)碼與數(shù)據(jù)類型


6.4.2 加載和存儲指令

將數(shù)據(jù)在棧幀中的局部變量表和操作數(shù)棧之間來回傳輸

6.4.3 運算指令

兩個操作數(shù)棧上的值進行某種特定運算,并把結(jié)果重寫寫到操作棧頂

6.4.4 類型轉(zhuǎn)換指令

將兩種不同的數(shù)值類型進行轉(zhuǎn)換撞蚕,一般用于顯式類型轉(zhuǎn)換

6.4.5 對象創(chuàng)建與訪問指令


6.4.6 操作數(shù)棧管理指令


6.4.7 控制轉(zhuǎn)移指令


6.4.8 方法調(diào)用和返回指令


6.4.9 異常處理指令


6.4.10 同步指令


6.5公有設(shè)計和私有實現(xiàn)


6.6class文件結(jié)構(gòu)的發(fā)展




參考文獻:

[1] 深入理解Java虛擬機 第二版 --周志明


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