第四节、类文件结构

文章目录

• • • Class类文件结构
    • • 魔数与class文件的版本
      • 常量池
      • 访问标志(Access Flags)
      • 当前类（This Class）、父类（Super Class）、接口（Interfaces）索引集合
      • 字段表集合（Fields）
      • 方法表集合（Methods）
      • 属性表集合（Attributes）
    • 字节码指令简介
    • • 字节码与数据类型
      • 加载指令
      • 运算指令
      • 类型转换指令
      • 对象创建与访问指令
      • 操作数栈指令
      • 控制转移指令
      • 方法调用和返回指令
      • 异常处理指令
      • 同步指令

Class类文件结构

在 Java 中，JVM 可以理解的代码就叫做字节码（即扩展名为 .class 的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式，Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。


编译生成了class文件(字节码)：



u代表无符号数。

魔数与class文件的版本

每个 Class 文件的头 4 个字节称为魔数（Magic Number）,它的唯一作用是确定这个文件是否为一个能被虚拟机接收的 Class 文件。

紧接着魔数的四个字节存储的是 Class 文件的版本号：第 5 和第 6 位是次版本号，第 7 和第 8 位是主版本号。

每当 Java 发布大版本（比如 Java 8，Java9）的时候，主版本号都会加 1。你可以使用 javap -v 命令来快速查看 Class 文件的版本号信息。

34的16进制就是52。


高版本的 Java 虚拟机可以执行低版本编译器生成的 Class 文件，但是低版本的 Java 虚拟机不能执行高版本编译器生成的 Class 文件。

常量池

紧接着主次版本号之后的是常量池，常量池的数量是 constant_pool_count-1（常量池计数器是从 1 开始计数的，将第 0 项常量空出来是有特殊考虑的，索引值为 0 代表“不引用任何一个常量池项”）。
常量池主要存放两大常量：字面量和符号引用。

访问标志(Access Flags)

在常量池结束之后，紧接着的两个字节代表访问标志，这个标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息，包括：这个 Class 是类还是接口，是否为 public 或者 abstract 类型，如果是类的话是否声明为 final 等等。

当前类（This Class）、父类（Super Class）、接口（Interfaces）索引集合

类索引用于确定这个类的全限定名，父类索引用于确定这个类的父类的全限定名，由于 Java 语言的单继承，所以父类索引只有一个，除了 java.lang.Object 之外，所有的 java 类都有父类，因此除了 java.lang.Object 外，所有 Java 类的父类索引都不为 0。
接口索引集合用来描述这个类实现了那些接口，这些被实现的接口将按 implements后的接口顺序从左到右排列在接口索引集合中。


类名为HelloWorld，父类Object，没有接口。

字段表集合（Fields）

1：文件的字段的个数为1；
2：access_flags: 字段的作用域为public
3：name_index: 对常量池的引用，字段的名称为a

4：descriptor_index: 对常量池的引用，表示字段和方法的描述符为int

5：存放属性的个数为0

方法表集合（Methods）

上1：有两个方法，一个是构造方法，一个是add。
上2和下1：表示public
上3和下2，上4和下三，分别代表方法名和描述符，一个为空，一个是int，一个变量个数为0，一个变量个数为2：

上5和下4表示有一个属性表。

属性表集合（Attributes）

上1和下1：表示有一个属性表。
上2和下2：表示属性表为Code

字节码指令简介

方法体的内容和指令：

字节码与数据类型

这个i就是表示的数据类型就是整型。

加载指令

将局部变量表中1加载到操作数栈，然后将2加载到操作数栈，将3从操作数栈存储到局部变量表，将常量2加载到操作数栈。

运算指令

类型转换指令

整型转化为长整型。

对象创建与访问指令

操作数栈指令

控制转移指令

不符合就跳转到20行，获得输出流，输出字符串。符合就继续执行，利用goto跳转到28行。

方法调用和返回指令

异常处理指令

同步指令