java虚拟机学习笔记——java class文件的内容（第六章）
一、class文件内容
注：每个java类只能有一个class文件或接口，下面讨论中u4表示4个字节，u2表示2个字节
class文件内容如下：
- magic（魔数）-u4（u4表示4个字节）
- 0xCAFEBABE，其作用在于可以轻松辨别出Java class文件和非Java class文件；
- minor_version-u2和major_version-u2（次、主版本号）
- 对于虚拟机来说，主次版本号确定了特定的class文件格式，通常只有给定主版本号和一系列次版本号后，虚拟机才能读取该class文件；
- 如下图所示
第5、6字节表示次版本号=0
第7、8字节表示主版本号=50(高位在前)
- constant_pool_count-u2和constant_pool（常量池）
- 常量池的数量为constant_pool_count-1，其索引从1开始；
- 除直接常量外，常量池还包括类和接口的全限定名、字段的名称和描述符以及方法的名称和描述符等符号引用；
- 每个常量池入口都有一个字节的标志，这个标志指出了列表中该位置的常量类型。虚拟机获取这个标志后，就知道在标志后面的常量类型了；其中每一个标志都有一个相对应的表结构来描述该常量池；具体类型如下表所示：
- access_flags（访问标志）-u2
- 访问标志展示了文件中类或接口的如下信息：
标志名 值 设置后的含义 ACC_PUBLIC 0x0001 public类型 ACC_FINAL 0x0010 类为final类型 ACC_SUPER 0x0020 使用新型的invokespecial语义 ACC_INTERFACE 0x0200 接口类型，不是类类型 ACC_ABSTRACT 0x0400 abstract类型 附:invokespecial和invokevirtual
invokespecial指静态绑定后，由JVM产生调用的方法。如super()，以及super.someMethod()，都属于invokespecial；
invokevirtual指动态绑定后，由JVM产生调用的方法。如obj.someMethod()，属于invokevirtual；
正是由于这两种绑定的不同，在子类覆盖超类的方法、并向上转型引用后，才产生了多态以及其他特殊的调用结果。
- 访问标志展示了文件中类或接口的如下信息：
- this_class-u2（当前类）
- 它是一个对常量池的索引，在this_class位置的常量池入口必须为CONSTANT_Class类型对应的表结构CONSTANT_Class_info...；
- 下图显示了常量池的使用方法：
在CONSTANT_Utf8_info表的bytes里存放的即是当前类的全限定名字符串；
- super_class-u2（直接超类）
- 和this_class表示的内容相同；
- 除了java.lang.Object类以外，常量池索引super_class对于所有类均有效；
- 对于java.lang.Object，其super_class为0；
- 对于接口，其super_class指向的常量池为java.lang.Object；
- interfaces_count-u2和interfaces（接口列表）
- 保存该类直接实现或该接口所扩展的接口数量；
- 接口按implements子句和extends子句出现的顺序显现；
- interfaces表中的每一项都是对父接口的常量池的索引，该索引用CONSTANT_Class_info来描述；
- 如果接口数为0，则没有interfaces表；
- fields_count-u2和fields（字段列表）
- 只有在class文件中由类或接口声明了的字段才在fields列表中列出，不列出从超类或父接口中继承而来的字段；
- fields列表可能会包含在对应的Java源文件中没有叙述的字段，这是因为Java编译器可能会在编译时向类或者接口添加字段；如对一个内部类的fields列表来说，为了保持对外围类实例的引用，Java编译器会为每个外围类实例添加实例变量；
- 第个field_info表包含以下字段信息：
- 字段名字
- 字段描述符和修饰符
- 如果该字段被声明为final，则还包含其常量值；
- methods_count-u2和methods（方法列表）
- methods_count表示该类或接口中所声明的所有方法的总计数，不包括超类或都父接口中继承来的方法；
- methods列表中包含以下信息：
- 方法名和描述符（方法的返回值类型和参数类型）
- 如果方法即不是抽象的，也不是本地的，则还包含方法局部变量所需的栈空间长度、为方法所捕获的异常表、字节码序列以及可选的行数和局部变量表
- 如果方法能够抛出任何已验证异常，则methods列表就会包括一个关于这些已验证异常的列表
- attributes_count-u2和attributes（属性列表）
- class文件中最后的部分是属性，它给出了该文件中类或接口所定义的属性的基本信息；
- 每个attribute_info表的第一项是指向常量池中CONSTANT_Utf8_info表的索引，该表给出了属性的名称；
class文件内容举例：
- 代码
public interface MyInterface {
void hello();
} - 编译后其字节码如下图：
- 常量池数"0009"表示后面紧接着有8个常量池项
- 常量池索引1表示一个CONSTANT_Class_info表（07），它引用索引为7的常量池；
- 常量池索引2表示一个CONSTANT_Class_info表（07），它引用索引为8的常量池；
- 常量池索引3表示一个CONSTANT_Utf8_info表（01），其内容为hello（方法名）；
- 常量池索引4表示一个CONSTANT_Utf8_info表（01），其内容为()V（方法参数与返回值）；
- 常量池索引5表示一个CONSTANT_Utf8_info表（01），其内容为SourceFile（某属性值）；
- 常量池索引6表示一个CONSTANT_Utf8_info表（01），其内容为MyInterface.java（某属性值）；
- 常量池索引7表示一个CONSTANT_Utf8_info表（01），其内容为MyInterface，被常量池索引1引用到（当前类）；
- 常量池索引8表示一个CONSTANT_Utf8_info表（01），其内容为java/lang/Object，被常量池索引2引用到（超类）；
- 访问标志"0601"表示是public（0001）、abstract（0400），且是接口（0200）；
- 当前类索引号"0001"表示指向常量池索引1，指明当前类为MyInterface；
- 超类索引号"0002"表示指向常量池索引2，指明超类为java/lang/Object；
- 实现的接口数"0000"表示没有实现任何接口；
- 字段数"0000"表示该接口没有字段；
- 方法数"0001"表示接口有一个方法；
- 剩下的字节码为方法列表及属性列表；
二、特殊字符串
全限定名
常量池指向类或者接口时，给出的是全限定名，形如java/util/Hashtable；
简单名称
字段名和方法名以简单名称形式出现在常量池入口中，如上例中的常量池索引3中的"hello"；
描述符
- 指向字段和方法的符号引用还包含描述符字符串；字段的描述符给出了字段的类型，方法描述符给出了方法的返回值和方法参数的数量、类型以及顺序；
- 描述符使用上下文无关语法：斜体表示非终结符，等宽字体表示终结符；
- 如下所示：
- 基本类型终结符
终结符 类型 B byte C char D double F float I int J long S short Z boolean - 描述符举例
描述符 说明 I int i; [Ljava/lang/Object; java.lang.Object[] obj; ([BII)Ljava/lang/String; String method(byte[] b, int i, int j) ZILjava/lang/String;II()Z boolean method(boolean b, int i, String s, int j, int k)