小白懂JVM系列-class文件结构

class文件架构-官方图

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分条解析class文件结构

u4 magic：class文件的魔数
u2 minor_version：jdk的副版本号
u2 major_version：jdk的主版本号
u2 constant_pool_count：常量池数量
cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]：常量池具体信息
u2 access_flags：访问权限标识
u2 this_class：类名
u2 super_class：父类名
u2 interfaces_count：接口数量
u2 interfaces[interfaces_count]：接口类信息
u2 fields_count：字段数量
field_info fields[fields_count]：字段信息
u2 methods_count：方法数量
method_info methods[methods_count]：方法具体信息
u2 attributes_count：属性数量
attribute_info attributes[attributes_count]：属性具体信息

Talk is cheap,Show me the code!

先展示一下java文件内容

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再展示一下16进制的class文件

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magic(魔数)

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1. 每个Class文件的头4个字节称为魔数（Magic Number）
2. 唯一作用是用于确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件。
3. Class文件魔数的值为0xCAFEBABE。如果一个文件不是以0xCAFEBABE开头，那它就肯定不是Java class文件

minor_version（副版本)

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major_version（主版本）

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0X0034转化为十进制：3*16+4=52，52即对应着的jdk的版本为8，我目前使用的jdk版本既是1.8版本的。

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constant_pool_count（常量池数量）

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16进制数0x0034转化为10进制：3*16+4=52，即表示该class文件常量池数量有52个，但是由于class文件的常量池数量是从1开始的，所以有51个。

constant_pool(常量池)

常量池的格式为：

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tag的说明

常量池的tag总共有17中，具体如下表格

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1、常量池info

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0A为tag内容，0A即为10，对应的tag内容为CONSTANT_Methodref_info，而CONSTANT_Methodref_info的数据结构为：第一字节u1为tag,后面两个字节u2为类在常量池的索引，而接着的两字节u2为名称和类型在常量池的索引。
00 0C即为12
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00 1D即为16+13=29
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2、常量池info

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09对应的tag为CONSTANT_Fieldref
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CONSTANT_Fieldref的数据格式
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00 1E=16+14=30,表示常量池索引为30的数据：
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00 1F=16+15=31表示常量池索引为31的数据：
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3、常量池info

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CONSTANT_Class_info
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00 20=2x16=32
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4、常量池info

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0A=10,表示为CONSTANT_Methodref
00 03=3，表示为u2 class_index
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00 1D=16+13=29,表示索引为29的常量池数据
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5、常量池info

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08，表示为 CONSTANT_String_info
00 21=2x16+1=33,表示索引为33的常量池数据
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6、常量池info

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0A表示为CONSTANT_Methodref_info
00 03表示常量池索引为3的：
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00 22表示常量池所以为34的：
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7、常量池info

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09：CONSTANT_Fieldref_info
00 0B=11
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00 23=32+3=35

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8、常量池info

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0A:CONSTANT_Methodref
00 03

00 24=36
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9、常量池info

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0A:CONSTANT_Methodref
00 25=37
00 26=38
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常量池的结尾：
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access_flags：访问权限标识

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this_class

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00 0B=11
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super_class：父类名

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00 0C=12
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interfaces_count接口的数量

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00 00=0，说明没有接口

u2 fields_count：字段数量

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00 01表示有一个字段，在类中定义了一个字段
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如果我们在类中定义两个字段：
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field_info的结构：

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第一个字段信息

00 09为access_flag，即0008+0001=0009（public static）

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00 10为name_index=16
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00 11为descriptor_index=17
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00 00为，没有数据

第二个字段信息

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00 0A=10,即0008+0002=000A（private static）
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00 12=18
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00 11=17
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00 00为attributes_count，没有数据

methods_count：方法数量(00 03)

方法数量

method_info

method_info

第一个method

1.1、access_flags

access_flags
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00 01表示该方法的访问级别为public
name_index:00 13=19
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1.2、descriptor_index----00 14=20


1.3、attributes_count----00 01=1 参数数量为1

1.4、attributes----》属性的数据结构如下图


1.4.1、- u2 attribute_name_index
00 15=16+5=21
1.4.2、- u4 attribute_length
00 00 00 2F=2x16+15=47

第二个method

2.1、access_flags(00 09)

2.2、name_index(00 1A=16+10=26)

2.3、descriptor_index(00 1B=16+11=27)

2.4、attributes_count(00 01):属性的数量为1
attributes结构
attribute
2.4.1、 u2 attribute_name_index(00 15=16+5=21)
attribute_name
2.4.2、 u4 attribute_length（00 00 00 69=16x6+9=115）

第三个method 第三个method

3.1、access_flags(00 08=ACC_STATIC)
3.2、name_index（00 1E=16+14=30）

3.3、descriptor_index（00 14=16+4=20）
3.4、attributes_count（00 01）
3.4.1、attribute_name_index（00 15=16+5=21）
3.4.2、attribute_length（00 00 00 27=2*16+7=39）

attributes_count（00 01）

attribute_name_index（00 1F=16+15=31）

attribute_length（00 00 00 02）

至此，Class文件结构分析完毕。