关于java:JVM知识总结6类的文件结构

JVM 的“无关性”

议论 JVM 的无关性，次要有一下两个：

• 平台无关性：任何操作系统都能运行 Java 代码
• 语言无关性：JVM 能运行除 Java 以外的其余代码

Java 源代码首先须要应用 Java 编译期编译成.class 文件，而后由 JVM 执行.class 文件，从而程序开始运行。
JVM 只意识.class 文件，它不关怀是何种语言生成了.class 文件，只有.class 文件合乎 JVM 的标准就能运行。目前曾经有 JRuby、Jython、Scala 等语言可能在 JVM 上运行。它们有各自的语法规定，不过它们的编译器都能将各自的源码编译成合乎 JVM 标准的.class 文件，从而可能借助 JVM 运行它们。

Java 语言中的各种变量、关键字和运算符号的语义最终都由多条字节码命令组合而成的，因而字节码命令所能提供的语义形容能力必定会比 Java 语言自身更加弱小。因而，有一些 Java 语言自身无奈无效反对的语言个性，不代表字节码自身无奈无效反对。

Class 文件构造

class 文件是二进制文件，它的内容具备严格的标准，文件中没有任何的空格，全都是间断的 0 /1。Class 文件中的所有内容被分为两种类型：无符号数、表。

• 无符号数：无符号数示意 Class 文件中的值，这些值没有任何类型，但有不同的长度。u1，u2，u4，u8 别离代表 1 /2/4/ 8 字节的无符号数。
• 表：由多个无符号数或者其余表作为数据项形成的复合数据累心。

Class 文件具体由以下几个形成：

• 魔数
• 版本信息
• 常量池
• 拜访标记
• 类索引、父类索引、接口索引汇合
• 字段表汇合
• 办法表汇合
• 属性表汇合

魔数

Class 文件的头 4 个字节称为魔数，用来示意这个 Class 文件的类型。
Class 文件的魔数应用 16 进制示意的“CAFE BABE”

魔数相当于文件后缀名，只不过后缀名容易被批改，不平安，因而在 Class 文件中标识文件类型比拟适合。

版本信息

紧接着魔数的 4 个字节是版本信息，5- 6 字节示意次版本号，7- 8 字节示意主版本号，它们示意以后 Class 文件中应用的是哪一个版本的 JDK。
高版本的 JDK 能向下兼容以前版本的 Class 文件，但不能运行当前版本的 Class 文件，即便文件格式并未产生任何变动，虚拟机也必须拒绝执行超过其版本号的 Class 文件。

常量池

版本信息之后就是常量池，常量池中寄存两种类型的常量：

• 字面值常量

字面值常量就是咱们在程序中定义的字符串、被 final 润饰的值。

• 符号援用

符号援用就是咱们定义的各种名字：类和接口的全限定名、字段的名字和描述符、办法的名字和描述符。

常量池的特点

• 常量池中常量数量不固定，因而常量池结尾搁置一个 u2 类型的无符号数，用来存储以后常量池的容量。
• 常量池的每一项常量都是一个表，示意开始的第一位是一个 u1 类型的标记位（tag），代表以后这个常量属于哪种常量类型。

常量池中常量类型

对于 CONSTANT_Class_info（此类型的常量代表一个类或者接口的符号援用），它的二维表构造如下：

tag 是标记位，用于辨别常量类型；name_index 是一个索引值，它指向常量池中的一个 CONSTANT_Utf8_info 类型常量，此常量代表这个类（或接口）的全限定名，这里 name_index 值若为 0x0002，也即是指向了常量池中的第二项常量。
CONSTANT_Utf8_info 常量的构造如下：

tag 是以后常量的类型：length 示意这个字符串的长度；bytes 是这个字符串的内容（采纳缩略的 UTF8 编码）

拜访标记

在常量池完结之后，紧接着的两个字节代表拜访标记，这个标记用于辨认一些类或者接口档次的访问信息，包含：这个类是 Class 还是接口：是否定义为 public 类型；是否被 abstract/final 润饰。

类索引、父类索引、接口索引汇合

类索引和父类索引都是一个 u2 类型的数据，而接口索引汇合是一组 u2 类型的数据的汇合，Class 文件中由这三项数据来确定类的继承关系。类索引用于确定这个类的全限定名，父类的索引用于确定父类的全限定类名。
因为 Java 不容许多重继承，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，因而除了 java.lang.Object 外，所有 Java 类的父类索引都不为 0。一个类可能实现了多个接口，因而用接口索引汇合来形容。这个汇合第一项为 u2 类型的数据，示意索引表的容量，接下来就是接口的名字索引。
类索引和父类索引用两个 u2 类型的索引值示意，它们各自指向一个类型为 CONSTANT_Class_info 的类描述符常量，通过该常量总的索引值能够找到定义在 CONSTANT_Utf8_info 类型的常量中的全限定名字符串。

字段表汇合

字段表汇合存储本类波及到的成员变量，包含实例变量和类变量，但不包含办法中的局部变量。
每个字段表只示意一个成员变量，本类中的所有成员变量形成了字段表汇合。字段表构造如下：

字段表汇合中不会呈现从父类（或接口）中继承而来的字段，但有可能呈现本来 Java 代码中不存在的字段，譬如在内部类中为了放弃对外部类的拜访性，会主动增加指向外部类实例的字段。

办法表汇合

办法表构造与属性表相似。
volatile 关键字和 transition 关键字不能润饰办法，所以办法表的拜访标记中没有 ACC_VOLATILE 和 ACC_TRANSIENT 标记。
办法表的属性表汇合中有一张 Code 属性表，用于存储以后办法通过编译器编译后的字节码指令。

属性表汇合

每一个属性对应一张属性表，属性表的构造如下：