Java教程

＜JVM中篇：字节码与类的加载篇＞01-Class字节码文件结构

本文主要是介绍＜JVM中篇：字节码与类的加载篇＞01-Class字节码文件结构，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

https://gitee.com/vectorx/NOTE_JVM

https://codechina.csdn.net/qq_35925558/NOTE_JVM

https://github.com/uxiahnan/NOTE_JVM

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Class文件结构

1. Class字节码文件结构

类型 名称 说明 长度 数量
魔数 u4 magic 魔数,识别Class文件格式 4个字节 1
版本号 u2 minor_version 副版本号(小版本) 2个字节 1
u2 major_version 主版本号(大版本) 2个字节 1
常量池集合 u2 constant_pool_count 常量池计数器 2个字节 1
cp_info constant_pool 常量池表 n个字节 constant_pool_count - 1
访问标识 u2 access_flags 访问标识 2个字节 1
索引集合 u2 this_class 类索引 2个字节 1
u2 super_class 父类索引 2个字节 1
u2 interfaces_count 接口计数器 2个字节 1
u2 interfaces 接口索引集合 2个字节 interfaces_count
字段表集合 u2 fields_count 字段计数器 2个字节 1
field_info fields 字段表 n个字节 fields_count
方法表集合 u2 methods_count 方法计数器 2个字节 1
method_info methods 方法表 n个字节 methods_count
属性表集合 u2 attributes_count 属性计数器 2个字节 1
attribute_info attributes 属性表 n个字节 attributes_count

2. Class文件数据类型

数据类型 定义 说明
无符号数 无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或按照utf-8编码构成的字符串值。 其中无符号数属于基本的数据类型。 以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节和8个字节
表 表是由多个无符号数或其他表构成的复合数据结构。 所有的表都以“_info”结尾。 由于表没有固定长度，所以通常会在其前面加上个数说明。

3. 魔数

4. 文件版本号

image-20210421224555413

4.1. Class文件版本号对应关系

主版本（十进制） 副版本（十进制） 编译器版本
45 3 1.1
46 0 1.2
47 0 1.3
48 0 1.4
49 0 1.5
50 0 1.6
51 0 1.7
52 0 1.8
53 0 1.9
54 0 1.10
55 0 1.11

eff35d2a-a2b3-44f9-a625-0462bf0057f7

5. 常量池集合

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类型 名称 数量
u2（无符号数） constant_pool_count 1
cp_info（表） constant_pool constant_pool_count - 1

image-20210421224936271

5.1. 常量池计数器

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5.2. 常量池表

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类型 标志(或标识) 描述
CONSTANT_Utf8_info 1 UTF-8编码的字符串
CONSTANT_Integer_info 3 整型字面量
CONSTANT_Float_info 4 浮点型字面量
CONSTANT_Long_info 5 长整型字面量
CONSTANT_Double_info 6 双精度浮点型字面量
CONSTANT_Class_info 7 类或接口的符号引用
CONSTANT_String_info 8 字符串类型字面量
CONSTANT_Fieldref_info 9 字段的符号引用
CONSTANT_Methodref_info 10 类中方法的符号引用
CONSTANT_InterfaceMethodref_info 11 接口中方法的符号引用
CONSTANT_NameAndType_info 12 字段或方法的符号引用
CONSTANT_MethodHandle_info 15 表示方法句柄
CONSTANT_MethodType_info 16 标志方法类型
CONSTANT_InvokeDynamic_info 18 表示一个动态方法调用点

标志符 含义
B 基本数据类型byte
C 基本数据类型char
D 基本数据类型double
F 基本数据类型float
I 基本数据类型int
J 基本数据类型long
S 基本数据类型short
Z 基本数据类型boolean
V 代表void类型
L 对象类型，比如：Ljava/lang/Object;
[ 数组类型，代表一维数组。比如：`double[][][] is [[[D

3
1
1598773300484
1598773308492
2
3
4
5

6. 访问标志

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标志名称 标志值 含义
ACC_PUBLIC 0x0001 标志为public类型
ACC_FINAL 0x0010 标志被声明为final，只有类可以设置
ACC_SUPER 0x0020 标志允许使用invokespecial字节码指令的新语义，JDK1.0.2之后编译出来的类的这个标志默认为真。（使用增强的方法调用父类方法）
ACC_INTERFACE 0x0200 标志这是一个接口
ACC_ABSTRACT 0x0400 是否为abstract类型，对于接口或者抽象类来说，次标志值为真，其他类型为假
ACC_SYNTHETIC 0x1000 标志此类并非由用户代码产生（即：由编译器产生的类，没有源码对应）
ACC_ANNOTATION 0x2000 标志这是一个注解
ACC_ENUM 0x4000 标志这是一个枚举

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7. 类索引、父类索引、接口索引

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长度 含义
u2 this_class
u2 super_class
u2 interfaces_count
u2 interfaces[interfaces_count]

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8. 字段表集合

8.1. 字段计数器

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标志名称 标志值 含义 数量
u2 access_flags 访问标志 1
u2 name_index 字段名索引 1
u2 descriptor_index 描述符索引 1
u2 attributes_count 属性计数器 1
attribute_info attributes 属性集合 attributes_count

8.2. 字段表

标志名称 标志值 含义
ACC_PUBLIC 0x0001 字段是否为public
ACC_PRIVATE 0x0002 字段是否为private
ACC_PROTECTED 0x0004 字段是否为protected
ACC_STATIC 0x0008 字段是否为static
ACC_FINAL 0x0010 字段是否为final
ACC_VOLATILE 0x0040 字段是否为volatile
ACC_TRANSTENT 0x0080 字段是否为transient
ACC_SYNCHETIC 0x1000 字段是否为由编译器自动产生
ACC_ENUM 0x4000 字段是否为enum

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标志符 含义
B 基本数据类型byte
C 基本数据类型char
D 基本数据类型double
F 基本数据类型float
I 基本数据类型int
J 基本数据类型long
S 基本数据类型short
Z 基本数据类型boolean
V 代表void类型
L 对象类型，比如：Ljava/lang/Object;
[ 数组类型，代表一维数组。比如：`double[][][] is [[[D

9. 方法表集合

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9.1. 方法计数器

image-20210421232013521

9.2. 方法表

image-20210421232329507

标志名称 标志值 含义 数量
u2 access_flags 访问标志 1
u2 name_index 方法名索引 1
u2 descriptor_index 描述符索引 1
u2 attributes_count 属性计数器 1
attribute_info attributes 属性集合 attributes_count

image-20210421232534333

标志名称 标志值 含义
ACC_PUBLIC 0x0001 public，方法可以从包外访问
ACC_PRIVATE 0x0002 private，方法只能本类访问
ACC_PROTECTED 0x0004 protected，方法在自身和子类可以访问
ACC_STATIC 0x0008 static，静态方法

10. 属性表集合

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10.1. 属性计数器

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10.2. 属性表

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类型 名称 数量 含义
u2 attribute_name_index 1 属性名索引
u4 attribute_length 1 属性长度
u1 info attribute_length 属性表

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属性名称 使用位置 含义
Code 方法表 Java代码编译成的字节码指令
ConstantValue 字段表 final关键字定义的常量池
Deprecated 类，方法，字段表 被声明为deprecated的方法和字段
Exceptions 方法表 方法抛出的异常
EnclosingMethod 类文件 仅当一个类为局部类或者匿名类时才能拥有这个属性，这个属性用于标识这个类所在的外围方法
InnerClass 类文件 内部类列表
LineNumberTable Code属性 Java源码的行号与字节码指令的对应关系
LocalVariableTable Code属性 方法的局部变量描述
StackMapTable Code属性 JDK1.6中新增的属性，供新的类型检查检验器和处理目标方法的局部变量和操作数有所需要的类是否匹配
Signature 类，方法表，字段表 用于支持泛型情况下的方法签名
SourceFile 类文件 记录源文件名称
SourceDebugExtension 类文件 用于存储额外的调试信息
Synthetic 类，方法表，字段表 标志方法或字段为编译器自动生成的
LocalVariableTypeTable 类 是哟很难过特征签名代替描述符，是为了引入泛型语法之后能描述泛型参数化类型而添加
RuntimeVisibleAnnotations 类，方法表，字段表 为动态注解提供支持
RuntimeInvisibleAnnotations 类，方法表，字段表 用于指明哪些注解是运行时不可见的
RuntimeVisibleParameterAnnotation 方法表 作用与RuntimeVisibleAnnotations属性类似，只不过作用对象或方法
RuntimeInvisibleParameterAnnotation 方法表 作用与RuntimeInvisibleAnnotations属性类似，只不过作用对象或方法
AnnotationDefault 方法表 用于记录注解类元素的默认值
BootstrapMethods 类文件 用于保存invokeddynamic指令引用的引导方法限定符

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5
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类型 名称 数量 含义
u2 attribute_name_index 1 属性名索引
u4 attribute_length 1 属性长度
u2 max_stack 1 操作数栈深度的最大值
u2 max_locals 1 局部变量表所需的存续空间
u4 code_length 1 字节码指令的长度
u1 code code_lenth 存储字节码指令
u2 exception_table_length 1 异常表长度
exception_info exception_table exception_length 异常表
u2 attributes_count 1 属性集合计数器
attribute_info attributes attributes_count 属性集合

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7
8
9
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