JVM系列---J2SE8 Class文件

Class结构

为了描述 class文件格式，Java虚拟机规范定义了u1,u2,u4三种数据类型来表示1、2和4字节无符号整数。Java虚拟机规范使用一种类似C语言的结构体来描述class文件格式，整个class文件被描述为如下结构体。

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]
}

magic（魔数）

魔数用于标志文件格式，class文件的魔数是”0xCAFEBABE”，固定在开头的４个字节。

minor/major version

用于标志class文件版本，　特定的Java虚拟机实现只支持版本号在特定范围内的class文件，比如Oracle java SE 8支持版本号为45.0~52.0的class文件。

constant pool

主要存储类、接口、字段、方法、属性的元数据，包括名称，描述。
常量池结构如下：
cp_info {
u1 tag;
u1 info[];
}

Java虚拟机一共定义了14种常量。

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

CONSTANT_Class

CONSTANT_Class_info {
u1 tag;
u2 name_index;
}

CONSTANT_Fieldref

CONSTANT_Fieldref_info {
u1 tag;
u2 class_index;
u2 name_and_type_index;
}

CONSTANT_Methodref

CONSTANT_Methodref_info {
u1 tag;
u2 class_index;
u2 name_and_type_index;
}

CONSTANT_InterfaceMethodref

CONSTANT_InterfaceMethodref_info {
u1 tag;
u2 class_index;
u2 name_and_type_index;
}

CONSTANT_String

CONSTANT_String_info {
u1 tag;
u2 string_index;
}

CONSTANT_Integer

CONSTANT_Integer_info {
u1 tag;
u4 bytes;
}

CONSTANT_Float

CONSTANT_Float_info {
u1 tag;
u4 bytes;
}

CONSTANT_Long

CONSTANT_Long_info {
u1 tag;
u4 high_bytes;
u4 low_bytes;
}

CONSTANT_Double

CONSTANT_Double_info {
u1 tag;
u4 high_bytes;
u4 low_bytes;
}

CONSTANT_NameAndType

CONSTANT_NameAndType_info {
u1 tag;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
}

CONSTANT_Utf8

CONSTANT_Utf8_info {
u1 tag;
u2 length;
u1 bytes[length];
}

CONSTANT_MethodHandle

CONSTANT_MethodHandle_info {
u1 tag;
u1 reference_kind;
u2 reference_index;
}

CONSTANT_MethodType

CONSTANT_MethodType_info {
u1 tag;
u2 descriptor_index;
}

CONSTANT_InvokeDynamic

CONSTANT_InvokeDynamic_info {
u1 tag;
u2 bootstrap_method_attr_index;
u2 name_and_type_index;
}

access flag

存储访问标志，比如private,public,static等。１bit对应一个标志。

this class

存储当前class文件对应的文件名在当前常量池中的索引

super class

存储父类名在当前常量池中的索引

interface

存储接口名在当前常量池中的索引

field

field_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

method

method_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

attribute

attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}

［继续完善中］