java的class类文件结构

利用五一小假期，看了一下java的类class文件结构，在此记录一下学习笔记。

 

字节码

程序的存储格式。语言无关。

跨平台。

class文件 — 概述

• 包含了Java虚拟机指令集和符号表，以及若干其余辅助信息。
• class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流。大端方式存储。

class文件 — 结构

1. 魔数、class文件的版本
   魔数：肯定这个文件能被虚拟机接受。4个字节：0xCAFEBABE
   版本：紧接着魔数后面。4个字节。
             第五、6个字节标识次版本号。
             第七、8个字节标识主版本号。
    
2. 常量池
   紧接着版本号，资源仓库。
   主要存放两大类常量：字面量（文本字符串、声明为final的常量值等）、符号引用。
   java代码javac编译，在虚拟机加载class文件时动态连接。
   当虚拟机运行时，须要从常量池获取对应的符号引用，再在类建立或运行时解析、翻译到具体的内存地址中。
   Java中若是定义超过64KB英文字符的变量或方法名，将没法解析。
    
3. 访问标志
   用于识别一些类或接口层次的访问信息。
   好比public、final等。
    
4. 类索引、父类索引、接口索引集合
   用这三项数据来肯定这个类的继承关系。
   类索引：肯定这个类的全限定名。
   父类索引：用于肯定这个类的父类的全限定名。
   接口索引集合：用来描述这个类实现了哪些接口。
    
5. 字段表集合
   用于描述接口或者类中声明的变量。
   包括的信息：字段的做用域、实例变量仍是类变量、可变性、并发可见性、能否被序列化、字段数据类型、字段名称。
    
6. 方法表集合
   对方法的描述，相似字段表集合。
   方法里的java代码，存储在“Code”属性里。
   Java中，要重载一个方法，要求必须拥有一个与原方法不一样的特征签名。
    
7. 属性表集合
   在class文件、字段表、方法表中，均可以携带本身的属性表集合，以用于描述某些场景专有的信息。

字节码指令简介

由一个字节长度的、表明着某种特定操做含义的数字、以及跟随其后的0至多个表明此操做所需参数构成。

1. 字节码
   大部分的指令都没有支持byte、char、short，甚至彻底没有boolean类型。编译器会在编译期或运行期将byte、short类型的数据带符号扩展为相应的int类型数据，将boolean和char类型数据零位扩展为相应的int类型数据。
   
   大多数对于boolean、byte、short、char类型数据的操做，实际上都是使用相应的int类型做为运算类型。
    
2. 加载和存储指令
   用于将数据在栈帧中的局部变量表和操做数栈之间来回传输。
    
3. 运算指令
   用于对两个操做数栈上的值进行某种特定的运算，并把结果从新存入到操做栈顶。
   分为两种：对整型数据进行运算的指令、对浮点型数据运算的指令。
   舍入操做：向最接近数舍入模式。
    
4. 类型转换指令
   将两种不一样的数值类型相互转换。
   宽化类型转换、窄化类型转换。
    
5. 对象建立与访问指令
   new、newarray、getfield、putfield、baload、bastore、arraylength、instanceof等等。
    
6. 操做数栈管理指令
   pop、dup、swap等等。
    
7. 控制转移指令
   在有条件或无条件地修改PC寄存器的值。
    
8. 方法调用和返回指令
   invokevirtual、invokeinterface、invokespecial、invokestatic、invokedynamic等
    
9. 异常处理指令
   显示抛出异常：athrow；
   虚拟机检测到异常字段抛出：如ArithmeticException。
    
10. 同步指令
    使用管程来实现。

 

初步看完，有的地方仍是有点难理解，并且感受过段时间就会忘记。惟有往后不断思考、复习来加深印象。