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Java文件通过编译成class文件后#xff0c;通过JVM虚拟机解释字节码文件转为操作系统执行的二进制码运行。 规范
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Java文件通过编译成class文件后通过JVM虚拟机解释字节码文件转为操作系统执行的二进制码运行。 规范
Java虚拟机有自己的一套规范遵循这套规范任何形式的语言都可以在JVM上运行前提是编译成class文件此规范相见oracle官网文档。
实现 JVM虚拟机落地实现有很多常见的有:
Hotspot使用最热门的JVMOpenJ9IBM开发MicroSoft JVM 微软开发TaobaoVM 淘宝开发azul zing VM 垃圾回收行业标杆最快
class文件内容
从上图内容可看出class文件包以下几个方面内容
魔数magic number占4个字节固定的值0xcafebabe主要来校验class文件。version 版本号分为小版本号minor version和大版本号major version各占两个字节。常量池信息constant_pool具体的各种常量信息字符串类名方法名字段名等。访问标识access_flag,2个字节描述类与接口的修饰符有几个常见的常量值见附录-访问标识当前类this_class当前类的父类super_class具体的接口信息interfaces具体的属性信息fileds具体的方法信息methods其它附加属性信息attributes
更具体的内容如下
项目ValueMagic Number魔数CAFE BABEMinor Number次版本号Major Number主版本号constant_pool_count常量池数量constant_pool常量池具体实现是一种表access_flag访问标识this_class当前类名super_class父类名称interfaces_count接口数量interfaces具体实现的接口信息fileds_count属性数量fileds具体属性信息methods_count方法数量methods具体方法的信息attributes_count其它附加属性的数量attributes其它附加属性具体信息
现在来看具体示例来看上面的代表是什么意思准备一个简单的类:
public class ByteCode01 {public ByteCode01() {}
}编译之后的字节码文件 class文件中就是一个二进制字节流非0即1数据类型有五种u1,u2,u4,u8和_info表类型。
上述这种文件需要借助工具来分析具体内容在idea安装jclasslib插件看Java文件编译成class文件信息选中编译后的class文件如下图所示: 访问标识是固定的值通过位运算得出的0x0021既代表public又代表super0x0021是0x0001与0x0020位与运算详见附录-访问标识表
更直观的表现 常量池
本类索引即当前类名(this_class)cp_info是constant_pool的表类型#2是第二张表cp_info #2代表常量池第二张表存的是对cp_info #14的引用cp_info #14存的是具体的字符串值就是当前类的类名。 class文件中都有属于自己的常量池常量池包含类型列表来存储类、方法、字段、接口等信息以及各种字面量通过解析常量池可以访问这些字符串信息。比如上图出现的CONSTANT_Utf8_info、CONSTANT_Class_info等详见文末常量池类型列表。
着重看下CONSTANT_Utf8_info它用来存储 UTF-8 编码的字符串相当于一张常量池表看一下它的具体结构
字段名字节数描述tag1CONSTANT_Utf8_info的常量类型是1其余的见文末常量池类型列表length2u22 字节无符号数 类型字段表示 bytes 部分字节长度以字节为单位的byteslength实际字符串数据采用 UTF-8 编码显示
比如
public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(Hello, World!);}
}字符串 Hello, World!会以 CONSTANT_Utf8_info 类型存储在常量池中对应的二进制内容或许是
tag 0x01 (标识 CONSTANT_Utf8_info)
length 0x000D (字符串的字节长度为 13)
bytes 48 65 6C 6C 6F 2C 20 57 6F 72 6C 64 21 (Hello, World! 的 UTF-8 编码)常量池通常分为下面几种常量值类型
类型标志(tag)描述CONSTANT_Utf8_info1UTF-8编码的字符串CONSTANT_Integer_info3整型字面量CONSTANT_Float_info4浮点型字面CONSTANT_Long_info5长整型字面量CONSTANT_Double_info6双精度浮点型字面量CONSTANT_Class_info7类或接口的符号引用CONSTANT_String_info8字符串类型字面量CONSTANT_Fieldref_info9字段的符号引用CONSTANT_Methodref_info10类中方法的符号引用CONSTANT_InterfaceMethodref_info11接口中方法的符号引用CONSTANT_NameAndType_info12字段或方法的部分符号引用CONSTANT_MethodHandle_info15表示方法句柄CONSTANT_MethodType_info16表示方法类型CONSTANT_InvokeDynamic_info18表示一个动态方法调用点
附录-访问标识表
项目ValueACC_PUBLIC 0x0001是否是public类型ACC_FINAL 0x0010是否是NULLACC_SUPER 0x0020该标志必须为真ACC_INTERFACE 0x0200是否为接口ACC_ABSTRACT 0X0400是否是接口或者抽象类ACC_SYNTHETIC 0x1000编译器自动生成非用户代码产生ACC_ANNOTATION 0x2000是否为注解ACC_ENUM 0x4000是否为枚举
附录-常量池类型列表
常量类型tag值描述CONSTANT_Utf8_info1用于存储 UTF-8 编码的字符串CONSTANT_Integer_info3用于存储 4 字节的整型字面量intCONSTANT_Float_info4用于存储 4 字节的浮点型字面量floatCONSTANT_Long_info5用于存储 8 字节的长整型字面量longCONSTANT_Double_info6用于存储 8 字节的双精度浮点型字面量doubleCONSTANT_Class_info7用于存储类或接口的符号引用引用 CONSTANT_Utf8_info 中的类名CONSTANT_String_info8用于存储字符串字面量引用 CONSTANT_Utf8_info 中的字符串内容CONSTANT_Fieldref_info9用于存储字段的符号引用引用类和字段的描述信息CONSTANT_Methodref_info10用于存储类中方法的符号引用引用类和方法的描述信息CONSTANT_InterfaceMethodref_info11用于存储接口中方法的符号引用引用接口和方法的描述信息CONSTANT_NameAndType_info12用于描述字段或方法的名称和类型引用名称Utf8和描述符Utf8CONSTANT_MethodHandle_info15用于存储对方法句柄的引用invokedynamic 指令用CONSTANT_MethodType_info16用于存储方法类型的符号引用指向方法描述符Utf8CONSTANT_Dynamic_info17用于存储动态调用点的信息JDK 11 引入支持动态常量CONSTANT_InvokeDynamic_info18用于存储动态方法调用点的信息引用引导方法和动态调用名称CONSTANT_Module_info19用于存储模块的符号引用JDK 9 引入CONSTANT_Package_info20用于存储包的符号引用JDK 9 引入
