深入理解Java class文件格式.pdf

深入理解 Java class 文件格式 Class 文件在 Java 体系结构中的位置和作用 对于理解 JVM 和深入理解 Java 语言， 学习并了解 class 文件的格式都是必须要掌握的功课。 原因很简单， JVM 不 会理解我们写的 Java 源文件， 我们必须把 Java 源文件编译成 class 文件， 才能被 JVM 识别， 对于 JVM 而言， class 文 件相当于一个接口， 理解了这个接口， 能帮助我们更好的理解 JVM 的行为；另一方面， class 文件以另一种方式重新描述 了我们在源文件中要表达的意思， 理解 class 文件如何重新描述我们编写的源文件， 对于深入理解 Java 语言和语法都是很 有帮助的。 另外， 不管是什么语言， 只要能编译成 class 文件， 都能被 JVM 识别并执行， 所以 class 文件不仅是跨平台 的基础， 也是 JVM 跨语言的基础， 理解了 class 文件格式， 对于我们学习基于 JVM 的其他语言会有很大帮助。 总之， 在整个 Java 技术体系结构中， class 文件处于中间的位置， 对于理解整个体系有着承上启下的作用。 如图所示： Class 文件格式概述 class 文件是一种 8 位字节的二进制流文件， 各个数据项按顺序紧密的从前向后排列， 相邻的项之间没有间隙， 这样 可以使得 class 文件非常紧凑， 体积轻巧， 可以被 JVM 快速的加载至内存， 并且占据较少的内存空间。 我们的 Java 源 文件， 在被编译之后， 每个类（或者接口）都单独占据一个 class 文件， 并且类中的所有信息都会在 class 文件中有相应 的描述， 由于 class 文件很灵活， 它甚至比 Java 源文件有着更强的描述能力。 class 文件中的信息是一项一项排列的， 每项数据都有它的固定长度， 有的占一个字节， 有的占两个字节， 还有的 占四个字节或 8 个字节， 数据项的不同长度分别用 u1, u2, u4, u8 表示， 分别表示一种数据项在 class 文件中占据一个字 节， 两个字节， 4 个字节和 8 个字节。 可以把 u1, u2, u3, u4 看做 class 文件数据项的 “类型” 。 class 文件中存在以下数据项(该图表参考自《深入 Java 虚拟机》) ： 1 / 4 类型 名称 数量 u4 magic 1 u2 minor_version 1 u2 major_version 1 u2 constant_pool_count 1 cp_info constant_pool constant_pool_count - 1 u2 access_flags 1 u2 this_class 1 u2 super_class 1 u2 interfaces_count 1 u2 interfaces interfaces_count u2 fields_count 1 field_info fields