JVM学习笔记二 之 .class文件
一、概述
Java的源码编译后的class文件，具有非常严谨的结构，文件各个部分内容的完整性也通过自身描述来校验。
开始描述class文件内容前，我们先定义一些说明：u1代表一个字节，也是两个16进制字符，u2、u4、u8分别代表2、4、8个字节
二、类文件整体结构
名称类型*长度字段含义魔数u4 * 1固定值，十六进制表示是CAFEBABE，表示该文件是一个class文件，装载类文件的时候就会校验前四个字节是不是该魔数minor versionu2 * 1次版本号major versionu2 * 1主版本号，jvm在加载class文件后，会判断当前虚拟机版本是否可以处理此class文件，jvm只能处理某个版本以下版本的class文件，因为高版本的class文件可能会新加了很多特性，老的vm是识别不了的。此处某版本的计算方式是，对于1.X版本的虚拟机，只能处理major版本号<= 44+X的class文件。如1.5的vm只能处理49及以下的class文件
constant_pool_countu2 * 1常量池entry（入口、条）的数目?constant_poolcp_info * (constant pool count-1)常量池存储的字面量literal、整数、浮点数、类名、方法名、类描述符、方法描述符、字段名、字段描述符等access_flagu2 * 1
该类/接口的访问标示，一共有ACC_FINAL、ACC_PUBLIC、ACC_ABSTRACT、ACC_INTERFACE、ACC_SUPER、ACC_SYNTHETIC、ACC_ANNOTATION、ACC_ENUM 8种类型
this_classu2 * 1
当前类型信息，指向常量池中类型为Class的entrysuper_classu2 * 1
超类信息，指向常量池中类型为Class的entryinterface_count?u2 * 1实现的接口的数目?interfaces?u2 * interface_count?实现的接口信息，每一项都指向常量池中的类型为Class的entryfield_countu2 * 1
该类/接口中字段个数?fields?field_info * field_count字段信息，每一项都是一个field_info结构method_count?u2 * 1方法数量?methodsmethod _info * method_count?方法数量，每一项都是一个method_info结构?attribute_countu2 * 1属性的个数?attributes?attribute_info * attribute_count属性，每一项都是一个attribute_info结构二、常量池
常量池共有12中类型：Constant_Utf8_info、Constant_Integer_info、Constant_Float_info、Constant_Long_info、Constant_Double_info、Constant_String_info、Constant_Class_info、Constant_Fieldref_info、Constant_Methodref_info、Constant_InterfaceMethodref_info、Constant_NameAndType_info。每种常量info都是如下格式：
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1用来标示类型，不同类型的tag值不同infoinfo * 1根据不同的tag，info信息不同?
1、Constant_Utf8_info，表示字面量
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值1lengthu1 * 1字面量值的长度bytesu1 * length字面量值?
2、Constant_Integer_info，表示整型值
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值3lengthu4 * 1integer的值?
3、Constant_Float_info，表示单精度浮点类型
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值4lengthu4 * 1float的值?
?
4、Constant_Long_info，表示long值
?
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值5lengthu8 * 1long值?
5、Constant_Double_info，表示双精度浮点型值
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值6lengthu4 * 1double值?
6、Constant_Class_info，表示类型信息
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值7name_indexu2 * 1指向全限定名的索引，全限定名存储在Constant_Utf8_info中?
7、Constant_String_info，表示字符串
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值8string_indexu2 * 1指向字符串字面量（Constant_Utf8_info）的索引?
8、Constant_Fieldref_info，表示引用到的别的类的字段信息，注意是引用到的，不是自己类的
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值9class_indexu2 * 1字段所属的类，指向Constant_Class_info的索引name_and_type_indexu2 * 1方法描述符，指向Constant_NameAndType_info的索引?
9、Constant_Methodref_info，表示引用到的方法信息
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值10class_indexu2 * 1方法所属的类，指向Constant_Class_info的索引name_and_type_indexu2 * 1方法描述符，指向Constant_NameAndType_info的索引?
10、Constant_InterfaceMethodref_info，表示引用到的接口方法信息
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值11interface_indexu2 * 1方法所属的接口，指向Constant_Class_info的索引name_and_type_indexu2 * 1方法描述符，指向Constant_NameAndType_info的索引?
11、Constant_NameAndType_info，表示字段或方法的描述符信息，包括名称和描述
名称类型 * 数量含义tagu1 * 1取值12name_indexu2 * 1方法、字段的名称，指向Constant_Utf8_info的索引descriptor_indexu2 * 1方法、字段的描述符，如([I,[java\lang\String) v 指向Constant_Utf8_info的索引?
三、字段，当前类/接口的字段信息
?
名称类型 * 数量含义access_flagu2 * 1?访问标示，ACC_PRIVATE、 ACC_PROTECTED、?ACC_PUBLIC、?ACC_FINAL、?ACC_STATIC、?ACC_SYNTHETIC、?ACC_VOLATILE、?ACC_TRANSIENT、ACC_ENUMname_indexu2 * 1?字段名称，指向常量池Constant_Utf8_info的索引?descriptor_indexu2 * 1?描述符信息，指向常量池Constant_Utf8_info的索引，取值B、 C、 D、 F、 I、 J、 S、 Z、 V、 Lattribute_countu2 * 1属性数量attributesattribute_info ?* ?attribute_count属性信息，可以有ConstantValue、Synthetic、Deprecated、Signature、RuntimeVisibleAnnotations、RuntimeInvisibleAnnotations四、方法，当前类/接口的方法信息
?
?
名称类型 * 数量含义access_flagu2 * 1?访问标示，ACC_PRIVATE、 ACC_PROTECTED、?ACC_PUBLIC、 ?ACC_FINAL、 ?ACC_STATIC、 ?ACC_SYNTHETIC、 ?ACC_ABSTRACT、 ACC_SYNCHRONIZED、ACC_VARARGS、 ACC_NATIVE、 ACC_STRICT、 ACC_BRIDGEname_indexu2 * 1?字段名称，指向常量池Constant_Utf8_info的索引?descriptor_indexu2 * 1?描述符信息，指向常量池Constant_Utf8_info的索引，取值B、 C、 D、 F、 I、 J、 S、 Z、 V、 Lattribute_countu2 * 1属性数量attributesattribute_info * attribute_count属性信息，可以有Synthetic、Deprecated、Code、Signature、RuntimeVisibleAnnotations、 RuntimeVisibleParameterAnnotation、?RuntimeInvisibleAnnotations、RuntimeInvisibleParameterAnnotation、Exceptions、AnnotationDefault?
五、属性，此处属性包括类属性和方法、字段属性
?
名称类型 * 数量含义name_indexu2 * 1?属性名称，指向常量池Constant_Utf8_info的索引?attribute_lengthu2 * 1?属性长度，用来控制后续访问字节的数量infoinfo * 1属性信息，不同的attribute信息不同?
类的attribute有SourceFile存储源码文件信息-g:none/-g:source关开、InnerClass内部类信息、Deprecated、Synthetic、EnclosingMethod局部类匿名类的访问范围、Signature泛型特征签名、SourceDebugExtension额外调试信息如jsp调试、RuntimeVisibleAnnotations运行时可见的Annotation、RuntimeInvisibleAnnotations运行时不可见的Annotation、LocalVariableTypeTable使用特征签名代替描述符
另外还有一些描述Attribute本身的attribute，比如Code就包含有LineNumberTable、LocalVariableTable
此处不详细列出attribute