JVM之Class文件結(jié)構(gòu)

定義:u1 1個字節(jié)為單位的非負值 u2 2個字節(jié)為單位的非負值 u3 . . . . . . . . (其他以此類推 ) Java 文件 結(jié)構(gòu) 用類似struct的描述如下: ClassFile { u4 magic; // 必須為: 0xCAFEBABE u2 minor_version; u2 major_version; //CLASS 文件 結(jié)構(gòu) 主次版本號 JA

1個字節(jié)為單位的非負值

u2

2個字節(jié)為單位的非負值

u3

. . . . . . . .

(其他以此類推 )

Java文件結(jié)構(gòu)用類似struct的描述如下:

ClassFile {

u4 magic;

// 必須為: 0xCAFEBABE

u2 minor_version;

u2 major_version;

//CLASS文件結(jié)構(gòu)主次版本號 JAVA2支持45.0-46.

0

u2 constant_pool_count; //記錄常量信息

cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];

//計數(shù)從1開始

u2 access_flags;

//class/interface訪問權(quán)限

u2 this_class;

//指向constant_poll中的有效索引值

u2 super_class;

//0或指向constant_poll中的有效索引值,對于in

terface必須為非0

u2 interfaces_count;

//superinterfaces的個數(shù)

u2 interfaces[interfaces_count];

//計數(shù)[0,count-1) 對應(yīng)constant_po

ol中的一個索引值

u2 fields_count;

field_info fields[fields_count];

//主要用于記錄class及實例中的變量

u2 methods_count;

method_info methods[methods_count];

u2 attributes_count;

attribute_info attributes[attributes_count];

}

cp_info {

u1 tag;

u1 info[];

}

tag 意義如下:

CONSTANT_Class

7

CONSTANT_Fieldref

9

CONSTANT_Methodref

10

CONSTANT_InterfaceMethodref

11

CONSTANT_String

8

CONSTANT_Integer

3

CONSTANT_Float

4

CONSTANT_Long

5

CONSTANT_Double

6

CONSTANT_NameAndType

12

CONSTANT_Utf8

1

此時cp_info分別對應(yīng)結(jié)構(gòu)變化為

1. CONSTANT_Class

CONSTANT_Class_info {

u1 tag;

u2 name_index;

}

2. CONSTANT_Fieldref

CONSTANT_Fieldref_info {

u1 tag;

u2 class_index;

//constant_pool的索引，對應(yīng)CONSTANT_Class_

info

u2 name_and_type_index;//constant_pool的索引，對應(yīng)CONSTANT_

NameAndType_info

}

3. CONSTANT_Methodref

CONSTANT_Methodref_info {

u1 tag;

u2 class_index;

u2 name_and_type_index;

}

4. CONSTANT_InterfaceMethodref

CONSTANT_InterfaceMethodref_info {

u1 tag;

u2 class_index;

u2 name_and_type_index;

}

5. CONSTANT_String

CONSTANT_String_info {

u1 tag;

u2 string_index;

}

6. CONSTANT_Integer

CONSTANT_Integer_info {

u1 tag;

u4 bytes;

}

7. CONSTANT_Float

CONSTANT_Float_info {

u1 tag;

u4 bytes;

}

8. CONSTANT_Long

CONSTANT_Long_info {

u1 tag;

u4 high_bytes;

u4 low_bytes;

}

9. CONSTANT_Double

CONSTANT_Double_info {

u1 tag;

u4 high_bytes;

u4 low_bytes

}

10.CONSTANT_NameAndType

CONSTANT_NameAndType_info {

u1 tag;

u2 name_index;

u2 descriptor_index;

}

11.CONSTANT_Utf8

CONSTANT_Utf8_info {

u1 tag;

u2 length;

u1 bytes[length];

}

access_flags意義如下:

ACC_PUBLIC

0x0001

ACC_FINAL

0x0010

ACC_SUPER

0x0020

ACC_INTERFACE

0x0200

ACC_ABSTRACT

0x0400

如果是interface那么必須置ACC_INTERFACE,如果沒有置ACC_INTERFACE則定義的是一

個類而非接口。

如果設(shè)置了ACC_INTERFACE，那么ACC_ABSTRACT位也必須被設(shè)置，當然也可以設(shè)置AC

C_PUBLIC。

ACC_SUPER用以表明invokespecial語義,Sun公司老的JAVA編譯器沒有設(shè)置ACC_SUPER

,并且老的JVM

忽略ACC_SUPER位，但新的編譯器應(yīng)該實現(xiàn)invokespecial語義。

其他未指明的位保留將來使用，并且編譯器應(yīng)當將其置為0，同時Java虛擬機應(yīng)當忽

略他們。

this_class:

constant_pool中的索引值,指向的元素的cp_info等價為CONSTANT_Class

_info

CONSTANT_Class_info {

u1 tag;

//必須為CONSTANT_Class (7)

u2 name_index;

//為指向constant_pool中的一個索引值

}

name_index :指向的元素的cp_info等價為CONSTANT_Utf8_info

CONSTANT_Utf8_info {

u1 tag;

//必須為CONSTANT_Utf8 (1)

u2 length;

u1 bytes[length];

//Utf8編碼的字符串

}

field_info {

u2 access_flags;

//訪問控制權(quán)

u2 name_index;

//constant_pool中的索引，對應(yīng)于CONSTANT_Utf8_inf

o描述。

u2 descriptor_index; //constant_pool中的索引，對應(yīng)于CONSTANT_Utf8_i

nfo描述。

u2 attributes_count;

attribute_info attributes[attributes_count]; //attribute_info將在mo

thods后描述。

}

field_info中access_flages意義如下:

ACC_PUBLIC

0x0001

ACC_PRIVATE

0x0002

ACC_PROTECTED

0x0004

ACC_STATIC

0x0008

ACC_FINAL

0x0010

ACC_VOLATILE

0x0040

ACC_TRANSIENT

0x0080

其中很顯然不能同時為ACC_FINAL和ACC_VOLATILE 且前三項是互斥的。

interface必須置ACC_PUBLIC, ACC_STATIC,ACC_FINAL位，且不能置其他位。

其他未指明的位保留將來使用，并且編譯器應(yīng)當將其置為0，同時Java虛擬機應(yīng)

當忽略他們。

methods指明了類中的所有方法。

method_info {

u2 access_flags;

u2 name_index;

//指向constant_pool的入口，對應(yīng)為CONSTANT_

Utf8_info

u2 descriptor_index;

//指向constant_pool的入口，對應(yīng)為CONS

TANT_Utf8_info

u2 attributes_count;

attribute_info attributes[attributes_count];

//此處只能出現(xiàn)Code、Exceptions、Synthetic、Deprecated四種類

型的屬性

}

access_flags訪問權(quán)描述如下:

ACC_PUBLIC

0x0001

ACC_PRIVATE

0x0002

ACC_PROTECTED

0x0004

ACC_STATIC

0x0008

ACC_FINAL

0x0010

ACC_SYNCHRONIZED

0x0020

ACC_NATIVE

0x0100

ACC_ABSTRACT

0x0400

ACC_STRICT

0x0800

attribute_info {

u2 attribute_name_index;

//constant_pool中的索引，對應(yīng)于CONSTANT_U

tf8_info描述。

u4 attribute_length;

u1 info[attribute_length];

}

現(xiàn)在已經(jīng)預定義的屬性有:

1. SourceFile : attribute_info被替代為:

SourceFile_attribute {

u2 attribute_name_index;

u4 attribute_length;

u2 sourcefile_index; //指向constant_pool中的一個CONSTANT_Ut

f8_info 結(jié)構(gòu)。

}

2. Constantvalue : attribute_info被替代為:

Constantvalue_attribute {

u2 attribute_name_index;

u4 attribute_length;

//必須為2

u2 constantvalue_index;

}

對于constantvalue_index意義如下:

long

CONSTANT_Long

float

CONSTANT_Float

double

CONSTANT_Double

int, short, char, byte, boolean

CONSTANT_Integer

String

CONSTANT_String

Constantvalue用于field_info 中，用于描述一個static常量,

且此時field_info的access_flags應(yīng)為ACC_STATIC

3. Code : attribute_info被替代為:

Code_attribute {

u2 attribute_name_index;

u4 attribute_length;

u2 max_stack;

//執(zhí)行此函數(shù)時可用的棧的最大深度

u2 max_locals; //執(zhí)行此函數(shù)可用到的最大本地變量數(shù)目，包括參

數(shù)。

// 注意:一個long/double相當于2個變量數(shù)目.

u4 code_length; //本函數(shù)用到的代碼長度。

u1 code[code_length]; //實現(xiàn)本函數(shù)的真正字節(jié)碼

u2 exception_table_length;

{

u2 start_pc;

u2 end_pc; //捕獲違例時執(zhí)行代碼數(shù)組中的[start_pc, end_p

c)部分

u2

handler_pc; //現(xiàn)在還不大明白他是干嘛的!!

u2

catch_type; //指向constant_pool的索引，對應(yīng)CONSTANT

_Class_info

}exception_table[exception_table_length];

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