类文件结构

Java虚拟机规范规定Class文件格式统一采用一种类似于C语言结构体的伪结构体来存储数据，
这种伪结构体存储两种数据类型：无符号数和表。

无符号数：属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8分别代表1个字节、2个字节、4个字节、8个字节的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码结构构成的字符串值。

表：由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的符合数据类型，所以表都习惯性地以_info结尾。
表用于描述有层次关系的符合结构的数据，整个Class文件就是一张表，由下表中数据项构成。

魔数

每个Class文件的头四个字节称为魔数，其值的16进制表示为0xCAFEBABE（换算为二进制为1100 1010 1111 1110 1011 1010 1011 1110），虚拟机在加载类时分析该文件是否为Class文件。

版本号

第5、6个字节表示次版本号。第7、8个字节表示主版本号。
高版本的JDK能够向下兼容低版本的Class文件，虚拟机会拒绝执行超过其版本的Class文件。

常量池

常量池中存放两大类常量：

• 字面量常量：
  比较接近Java语言层面的常量概念，比如字符串和被声明为final的常量值。对于范围在-127～128之间的包装类型也是常量。
• 符号引用常量：属于编译原理方面的概念，包含
  1. 类和接口的全限定名
  2. 字段的名称和描述符
  3. 方法的名称和描述符

常量池的大小不固定，用两个字节表示，第零项空出来，为了满足某些指向常量池的索引值的数据“不引用任何一个常量池项目”。

常量池的每一项常量都是一个表，这个表的第一位都是一个u1类型的标识位。

下面是常量池中的14种项目类型：

下面是常量池中的14种项目类型的结构表：

访问标志

访问标志标示了当前类的修饰符，比如 public / final / super / interface / enum / abstract / annotation / synthetic

类索引、父类索引、接口索引集合

• 类索引：this_class, 用于确定这个类的全限定名
• 父类索引：super_class, 父类索引用于确定这个类的父类的全限定名
• 接口索引集合：interfaces, 用于描述这个类实现了哪些接口

字段表集合

字段表集合（field_info）用于描述接口或者类中声明的变量，包含类变量和实例变量，但不包含方法内部声明的局部变量。

|类型|名称|数量|
|—-|—-|—-|—-|
|u2 |access_flag|1|访问修饰符|
|u2 |name_index | 1| 字段的简单名称,如String str = “123”, str就是简单名称|
|u2 |descritpor_index|1| 字段或者方法的描述符|
|u2 |attributes_count |1 | |
|attribute_info | attributes | attributes_count| |

访问修饰符

描述符：
描述符的作用是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表（数量、类型、顺序）和返回值。
根据描述符的规则：基本数据类型以及代表无返回值的void类型都用一个大写的字符来表示;
而对象类型则用字符L加对象的全限定名来描述;

方法表集合

Class 文件中对方法的描述和对字段的描述完全是一致的， 方法表中的结构和字段表中的接口一样。

因为volatile关键字和transient关键字不能修饰方法，所以方法表的访问标志中没有ACC_VOLATILE和ACC_TRANSIENT。 但是增加了synchronized,native,abstract,strictfp(strict float point, 精确的浮点数)关键字的修饰符。
对于方法里的代码，经过编译器变异常字节码指令后，存放在方法属性表中一个名为code的属性里。

属性表集合

在Class文件、字段表、方法表中都可以携带自己的属性表集合（attribute_info）,用于描述某些场景的专有信息。

不强制要求各属性表的顺序，只要不与已有属性表重名即可。
任何人实现的编译器都可以向属性表中写入自己定义的属性信息，Java虚拟机在运行时会忽略不认识的属性。

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