JVM之Class文件

　　单纯的看 JVM 规范有点无聊了，看的云里雾里的，所谓“不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之，学至于行而止矣，行之，明也”。本文从一个简单的Java程序一步一步探讨Class文件的结构。先从简单的 Hello World 开始，使用 javac 和 javap命令进行编译和反编译，由于反编译输出的信息太多，将分成片段来进行描述，如下：

　　其中 javac –g 表示生成所有的调试信息，javap –p –v 表示显示全部的详细信息。每个Class文件都是以 8-bit 为单位的字节流，多字节数据以 big-endian 大端排列（比如1314这个数，以 4字节存储，那么，大端表示为 0x00000522，小端表示为0x22050000）。为了标识class文件的正确性，每个class都有一个magic魔数（0xCAFEBABE），和两个主从版本号字段，如上图。JVM在加载链接时，会进行校验。使用高版本编译的文件，不能再低版本使用，反之可以。下面查看下class文件的十六进制表示：

　　从图中可以看出，前4个字节为magic=0xcafebabe，2字节的minor=0x0000，2字节的major=0x0034=3*16+4=52，在往后的 2 个字节 0x0022 表示常量池的大小为34，根据JVM规范里的Class文件格式，根据相应的偏移量，就可以解析你需要的信息。这里的字节序是网络序，比较符合我们的直觉。ClassFile 结构如下：

常量池

　　JVM 执行时，不依赖类，实例或接口在内存是怎么布局的，而是依赖运行时常量池，基于栈来执行指令。常量池中包含字面量和符号引用，字面量就是字符串常量和数值常量；符号引用就是用来描述类或接口、字段名和其描述符、方法名和其描述符。根据 ClassFile 的结构，可以看到 2 字节表示常量池大小，后面 cp_info 是具体内容，cp_info不同类型的大小不同，常量池中的类型如下：

类型	标志	大小	结构	描述
CONSTANT_Utf8_info	0x01	3+len		Utf8 常量字符串，比如方法名，字段名等都需要引用此类型，以下简称 utf8
CONSTANT_String_info	0x08	3		字符串类型字面量，string_index引用 utf8 表示内容
CONSTANT_Class	0x07	3		类或接口的符号引用
CONSTANT_NameAndType	0x0c	5		字段或方法的符号引用，但没有指明是哪个类或接口的方法
CONSTANT_Fieldref	0x09	5		字段的符号引用，表明所属类，和字段名
CONSTANT_Methodref	0x0a	5		方法的符号引用，表明所属类，和方法名
CONSTANT_InterfaceMethodref	0x0b	5		接口中方法的符号引用，表明所属接口，和方法名
CONSTANT_Integer	0x03	5		整型字面量
CONSTANT_Float	0x04	5		浮点型字面量
CONSTANT_Long	0x05	6		长整型字面量
CONSTANT_Double	0x06	6		双精度浮点型字面量
CONSTANT_MethodHandle	0x0f	4		表示方法句柄
CONSTANT_MethodType	0x10	3		表示方法类型
CONSTANT_InvokeDynamic	0x12	5		动态调用

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原标题：JVM之Class文件

关键词：jvm