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jvm之class文件结构


  定义:u1  1个字节为单位的非负值
  u2  2个字节为单位的非负值
  u3  . . . . . . . . (其他以此类推 )
  
  java文件结构用类似struct的描述如下:
  
  classfile {
  u4 magic;        // 必须为: 0xcafebabe
  
  u2 minor_version;
  u2 major_version;    //class文件结构主次版本号 java2支持45.0-46.
  0
  u2 constant_pool_count; //记录常量信息
  cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];  //计数从1开始
  u2 access_flags;    //class/interface访问权限
  u2 this_class;     //指向constant_poll中的有效索引值
  u2 super_class;     //0或指向constant_poll中的有效索引值,对于in
  terface必须为非0
  u2 interfaces_count;  //superinterfaces的个数
  u2 interfaces[interfaces_count]; //计数[0,count-1) 对应constant_po
  ol中的一个索引值
  u2 fields_count;
  field_info fields[fields_count]; //主要用于记录class及实例中的变量
  u2 methods_count;
  method_info methods[methods_count];
  u2 attributes_count;
  attribute_info attributes[attributes_count];
  }
  
  cp_info {
  u1 tag;
  
  u1 info[];
  }
  tag 意义如下:
  
  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
  
  此时cp_info分别对应结构变化为
  1. constant_class
  constant_class_info {
  u1 tag;
  u2 name_index;
  }
  
  2. constant_fieldref
  constant_fieldref_info {
  u1 tag;
  u2 class_index; //constant_pool的索引,对应constant_class_
  info
  u2 name_and_type_index;//constant_pool的索引,对应constant_
  nameandtype_info
  }
  
  3. constant_methodref
  constant_methodref_info {
  u1 tag;
  u2 class_index;
  u2 name_and_type_index;
  }
  
  4. constant_interfacemethodref
  constant_interfacemethodref_info {
  u1 tag;
  u2 class_index;
  u2 name_and_type_index;
  
  }
  
  5. constant_string
  constant_string_info {
  u1 tag;
  u2 string_index;
  }
  
  6. constant_integer
  constant_integer_info {
  u1 tag;
  u4 bytes;
  }
  
  7. constant_float
  constant_float_info {
  u1 tag;
  u4 bytes;
  }
  
  8. constant_long
  
  constant_long_info {
  u1 tag;
  u4 high_bytes;
  u4 low_bytes;
  }
  
  9. constant_double
  constant_double_info {
  u1 tag;
  u4 high_bytes;
  u4 low_bytes
  }
  
  10.constant_nameandtype
  constant_nameandtype_info {
  u1 tag;
  u2 name_index;
  u2 descriptor_index;
  }
  
  11.constant_utf8
  constant_utf8_info {
  
  u1 tag;
  u2 length;
  u1 bytes[length];
  }
  
  access_flags意义如下:
  
  acc_public   0x0001
  acc_final   0x0010
  acc_super   0x0020
  acc_interface 0x0200
  acc_abstract  0x0400
  
  如果是interface那么必须置acc_interface,如果没有置acc_interface则定义的是一
  个类而非接口。
  如果设置了acc_interface,那么acc_abstract位也必须被设置,当然也可以设置ac
  c_public。
  acc_super用以表明invokespecial语义,sun公司老的java编译器没有设置acc_super
  ,并且老的jvm
  忽略acc_super位,但新的编译器应该实现invokespecial语义。
  其他未指明的位保留将来使用,并且编译器应当将其置为0,同时java虚拟机应当忽
  略他们。
  
  this_class: constant_pool中的索引值,指向的元素的cp_info等价为constant_class
  _info
  
  constant_class_info {
  u1 tag;         //必须为constant_class (7)
  u2 name_index;     //为指向constant_pool中的一个索引值
  }
  
  name_index :指向的元素的cp_info等价为constant_utf8_info
  
  constant_utf8_info {
  u1 tag;        //必须为constant_utf8 (1)
  u2 length;
  u1 bytes[length];   //utf8编码的字符串
  }
  
  field_info {
  u2 access_flags;  //访问控制权
  u2 name_index;   //constant_pool中的索引,对应于constant_utf8_inf
  o描述。
  
  u2 descriptor_index; //constant_pool中的索引,对应于constant_utf8_i
  nfo描述。
  u2 attributes_count;
  attribute_info attributes[attributes_count]; //attribute_info将在mo
  thods后描述。
  }
  field_info中access_flages意义如下:
  
  acc_public   0x0001
  acc_private  0x0002
  acc_protected 0x0004
  acc_static   0x0008
  acc_final   0x0010
  acc_volatile  0x0040
  acc_transient 0x0080
  
  其中很显然不能同时为acc_final和acc_volatile 且前三项是互斥的。
  interface必须置acc_public, acc_static,acc_final位,且不能置其他位。
  其他未指明的位保留将来使用,并且编译器应当将其置为0,同时java虚拟机应
  当忽略他们。
  
  methods指明了类中的所有方法。
  
  method_info {
  u2 access_flags;
  u2 name_index;  //指向constant_pool的入口,对应为constant_
  utf8_info
  u2 descriptor_index; //指向constant_pool的入口,对应为cons
  tant_utf8_info
  u2 attributes_count;
  attribute_info attributes[attributes_count];
  //此处只能出现code、exceptions、synthetic、deprecated四种类
  型的属性
  }
  access_flags访问权描述如下:
  acc_public    0x0001
  acc_private    0x0002
  acc_protected   0x0004
  acc_static    0x0008
  acc_final     0x0010
  acc_synchronized 0x0020
  acc_native    0x0100
  acc_abstract   0x0400
  
  acc_strict    0x0800
  
  attribute_info {
  u2 attribute_name_index; //constant_pool中的索引,对应于constant_u
  tf8_info描述。
  u4 attribute_length;
  u1 info[attribute_length];
  }
  
  现在已经预定义的属性有:
  
  1. sourcefile : attribute_info被替代为:
  
  sourcefile_attribute {
  u2 attribute_name_index;
  u4 attribute_length;
  u2 sourcefile_index; //指向constant_pool中的一个constant_ut
  f8_info 结构。
  }
  
  2. constantvalue : attribute_info被替代为:
  
  constantvalue_attribute {
  u2 attribute_name_index;
  u4 attribute_length;  //必须为2
  u2 constantvalue_index;
  }
  
  对于constantvalue_index意义如下:
  long               constant_long
  float               constant_float
  double              constant_double
  int, short, char, byte, boolean  constant_integer
  string              constant_string
  
  constantvalue用于field_info 中,用于描述一个static常量,
  且此时field_info的access_flags应为acc_static
  
  3. code : attribute_info被替代为:
  
  code_attribute {
  u2 attribute_name_index;
  
  u4 attribute_length;
  u2 max_stack; //执行此函数时可用的栈的最大深度
  u2 max_locals; //执行此函数可用到的最大本地变量数目,包括参
  数。
  // 注意:一个long/double相当于2个变量数目.
  u4 code_length; //本函数用到的代码长度。
  u1 code[code_length]; //实现本函数的真正字节码
  u2 exception_table_length;
  {  u2 start_pc;
  u2 end_pc; //捕获违例时执行代码数组中的[start_pc, end_p
  c)部分
  u2 handler_pc; //现在还不大明白他是干嘛的!!
  u2 catch_type; //指向constant_pool的索引,对应constant
  _class_info
  }exception_table[exception_table_length];