class文件结构

概述

　　Java虚拟机实现了语言无关性的关键在它不和包括Java在内的任何语言绑定，它只与“class文件”这种特定的二进制文件格式关联，Class文件中包括了Java虚拟机指令集和符号表以及其他辅助信息，编程语言语言只要实现自身的编译器，将源码编译成class文件，即可以在JVM上运行。时至今日，商业机构和开源机构已经在Java语言之外发展出了一大批在Java虚拟机之上运行的语言，如Clojure、Groovy、JRuby、Jython、Scala等。
　　

两种数据类型

　　Class文件以8位字节为基本单位，各个数据项严格按照顺序紧凑的排列在Class文件之中，中间没有添加任何分隔符。
　　Class文件使用无符号数和表两种数据类型来存储数据。

1、无符号数：用u1、u2、u4、u8分别表示1、2、4、8个字节，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值

2、表：由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都习惯性地以“_info”结尾，整个Class文件本质上就是一张表，由下图所示的数据项构成。

　　无论是无符号数还是表，当需要描述同一类型但数量不定的多个数据时，经常会使用一个前置的容量计数器加若干个连续的数据项的形式，这时称这一系列连续的某一类型的数据为某一类型的集合。

魔数与Class文件的版本

　　每个Class文件的头4个字节称为魔数（Magic Number），它的唯一作用是确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件。
　　紧接着魔数的4个字节存储的是Class文件的版本号：第5和第6个字节是次号（Minor Version），第7和第8个字节是主版本号（Major Version）。高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件，但不能运行以后版本的Class文件。

常量池

具体参见：class文件常量池

访问标志

　　在常量池结束之后，紧接着的两个字节代表访问标志（access_flags），这个标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息，包括：这个Class是类还是接口；是否定义为public类型；是否定义为abstract类型；如果是类的话，是否被声明为final等。

类索引、父类索引与接口索引集合

　　类索引（this_class）是一个u2类型的数据,用于确定这个类的全限定名
　　父类索引（super_class）是一个u2类型的数据,父类索引用于确定这个类的父类的全限定名
　　接口索引集合（interfaces）是一组u2类型的数据的集合
　　Class文件中由这三项数据来确定这个类的继承关系

字段表集合

字段表（field_info）用于描述接口或者类中声明的字段变量
字段（field）包括类级变量以及实例级变量，但不包括在方法内部声明的局部变量
name_index是对常量池的引用，代表着字段的简单名称

描述符

　　descriptor_index是对常量池的引用，代表字段的描述符
　　对于数组类型，每一维度将使用一个前置的“[”字符来描述，如一个定义为“java.lang.String[][]”类型的二维数组，将被记录为：“[[Ljava/lang/String；”，一个整型数组“int[]”将被记录为“[I”用描述符来描述方法时，按照先参数列表，后返回值的顺序描述，参数列表按照参数的严格顺序放在一组小括号“（）”之内。

1、void inc（）的描述符为”（）V”
2、java.lang.String toString()的描述符为”（）Ljava/lang/String；”
3、int indexOf（char[]source, int sourceOffset, int sourceCount,char[] target, int targetOffset, inttargetCount, int fromIndex）的描述符为 “（[CII[CIII）I”

方法表集合

　　方法表的结构如同字段表一样，依次包括了访问标志（access_flags）、名称索引（name_index）、描述符索引（descriptor_index）、属性表集合（attributes）几项。

属性表集合

具体参见：属性表集合