深入理解JVM：Class文件结构

Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制字节流，各个数据项目按照严格顺序紧凑地排列在Class文件之中，中间没有添加任何分隔符，这使得整个Class文件中存储的内容几乎全部是程序运行的必要数据，没有间隙存在。当遇到需要占用8位字节以上空间的数据项时，则会按照高位在前的方式分割成若干个8位字节进行存储。

存储格式：

Class文件采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据，这种伪结构中只有两种数据类型：无符号数和表

无符号数：

无符号数属于基本数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节、8个字节的无符号数。无符号数用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成的字符串值。

表：

表是由多个无符号数或者其它表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都习惯性的以“_info”结尾。整个Class文件本质上也是一张表

注意： 任何一个Class文件都对应着唯一一个类或接口的定义信息，但反过来说，类或接口并不一定都得定义在文件中（也可以通过类加载器直接生成）

下图是Class文件格式：

1、Magic与Class版本

Magic： 每个Class文件的头4个字节称为魔数（Magic Number），它的唯一作用就是确定这个Class文件能否被虚拟机识别。固定值为0xCAFEBABE。

Class版本： 紧接着魔数的4个字节存储Class文件的版本号。 第5、6个字节是次版本号（Minor Version） 第7、8个字节是主版本号（Major Version）

2、常量池

紧接着主次版本号之后是常量池入口，常量池可以理解为Class文件中的资源仓库。 特点：

它是Class文件结构中与其它项目关联最多的数据类型占用Class文件空间最大的数据项目之一Class文件中第一个出现的表类型的数据项目

constant_pool_count: 常量池容量计数值 由于常量池中常量的数量是不固定的，所以在常量池的入口需要放置u2类型的数据，代表常量池容量计数值(constant_pool_count)。只有常量池中计数器的值从1开始，不是0

constant_pool： 常量池 常量池中主要存储两大类型常量：字面量（Literal）和符号引用（Symbolic References）

字面量：      字面量比较接近于Java语言层面的常量概念，如文本字符串、声明为final的常量值等。

符号引用：     符号引用属于编译原理方面的概念，包括了下面3类常量：

类和接口的全限定包名字段的名称和描述符方法名称和描述符

3、访问标志

access_flags: 在常量池结束之后，紧接着两个字节代表访问标志（access_flags），这个类用于识别一些类或者接口层次的访问信息，包括：这个Class是类还接口；是否定义为public类型；是否定义为abstract类型；如果是类的话，是否被声明为final等。

4、类索引、父类索引与接口索引集合

this_class：类索引：确定这个类的全限定名 super_class：父类索引：确定这个类的父类的全限定名 interfaces_count：接口计数器：表示索引表容量 interfaces：接口索引集合

作用： Class文件中通过这三项来确定这个类的集成关系

5、字段表集合

field_info：用于描述接口或类中声明的变量 包括了访问标志（access_flags）、名称索引（name_index）、描述符索引（descriptor_index）、属性集合表（attributes）几项

6、方法表集合

method_info： 方法表结构和字段表结构一样，依次包括了访问标志（access_flags）、名称索引（name_index）、描述符索引（descriptor_index）、属性集合表（attributes）几项。

7、属性表集合

attribute_info：calss文件、字段和方法拥有的属性表集合，其中code属性代表的是程序代码编译后的字节码形式指令，在code中this是默认参数