例子主要是《深入jvm》中的例子，class文件是其中的act.class，java源文件是：
class Act {
public static void doMathForever() {
int i = 0;
for (;;) {
i += 1;
i *= 2;
}
}
}
class文件hex形式：
CA FE BA BE 00 03 00 2D 00 11 07 00 07 07 00 10
0A 00 02 00 04 0C 00 06 00 05 01 00 03 28 29 56
01 00 06 3C 69 6E 69 74 3E 01 00 03 41 63 74 01
00 08 41 63 74 2E 6A 61 76 61 01 00 04 43 6F 64
65 01 00 0D 43 6F 6E 73 74 61 6E 74 56 61 6C 75
65 01 00 0A 45 78 63 65 70 74 69 6F 6E 73 01 00
0F 4C 69 6E 65 4E 75 6D 62 65 72 54 61 62 6C 65
01 00 0E 4C 6F 63 61 6C 56 61 72 69 61 62 6C 65
73 01 00 0A 53 6F 75 72 63 65 46 69 6C 65 01 00
0D 64 6F 4D 61 74 68 46 6F 72 65 76 65 72 01 00
10 6A 61 76 61 2F 6C 61 6E 67 2F 4F 62 6A 65 63
74 00 20 00 01 00 02 00 00 00 00 00 02 00 09 00
0F 00 05 00 01 00 09 00 00 00 30 00 02 00 01 00
00 00 0C 03 3B 84 00 01 1A 05 68 3B A7 FF F9 00
00 00 01 00 0C 00 00 00 12 00 04 00 00 00 05 00
02 00 07 00 05 00 08 00 09 00 06 00 00 00 06 00
05 00 01 00 09 00 00 00 1D 00 01 00 01 00 00 00
05 2A B7 00 03 B1 00 00 00 01 00 0C 00 00 00 06
00 01 00 00 00 02 00 01 00 0E 00 00 00 02 00 08
- java的class文件是8位二進制流，數(shù)據(jù)項按順序存放，無間隔，占多字節(jié)的數(shù)據(jù)項以高位在前的順序分幾個字節(jié)存放；
- java class基本類型：u1,u2,u4,u8，分別對應(yīng)：1,2,4,8字節(jié)的無符號類型；
- java class file表格展示：（太大了，來個url自己看吧，wikipedia）
- 表項詳解：1）magic（魔數(shù)）：說白了就是cafebabe，本來java就是咖啡嘛，這4個字節(jié)用來區(qū)分是否是java的class文件，有則是；2）minor_version&major_version：兩個字節(jié)的minor和兩個字節(jié)的major，以上為例就是minor：3，major：2D（JDK 1.1）；3）再之后就是常量池了，2個字節(jié)表示constant_pool_count，本例是17，表示class文件中常量池中的項數(shù)（比實際的大1），接著就是常量池，連續(xù)的constant_pool_count-1個字節(jié)存儲常量池各個入口，常量池入口項解釋見本文第5條筆記；4）在之后的是access_flags：2個字節(jié)表示訪問類型，是類還是接口，是public還是private，abstract或者final等等，標(biāo)志位具體定義見本文第6條筆記，本例是00 20，表示老版本ACC_SUPER；5)之后是this_class，這是2字節(jié)的一個對常量池的索引，本例是00 01，即本例的自身類叫做Act；6）之后就是super_class，也是一個2字節(jié)常量池索引，指向父類的名字， 本例是00 02，即java.lang.Object；7）interface_count和interfaces：interface_count指出本文件有多少直接實現(xiàn)或者由接口擴展的父接口的數(shù)量，本例沒有，故為00 00，之后是interfaces的具體內(nèi)容，實際的項數(shù)就是之前的interface_count數(shù)，因為interface_count=0，所以本例的interfaces就沒有值；8）接下來是fields_count和fields：對本類所聲明的字段的描述，首先是個2字節(jié)的count，本例是00 00，所以后續(xù)也沒有fields的項；9）再之后就是methods_count和methods了，count是一個2字節(jié)數(shù)據(jù)，本例的method_count是00 02，這個count只表示在類或接口中顯式定義的方法，繼承的方法不計數(shù)，count后是method_info的表，包含方法的一些信息如方法名、描述符等，本例中00 09表明方法是public（01）&static（08），00 0F是方法名的常量池入口，即常量池的第15項doMathForever，再下來00 05是方法描述符常量池入口，即常量池第5項：()V，然后00 01是屬性表的count數(shù)，表示1項屬性，接下來是00 09表示屬性表的常量池入口即常量池第9項Code，接下來的4個字節(jié)00 00 00 30表示code屬性長度：48字節(jié)，接著00 02是操作數(shù)最大數(shù)，然后00 01是局部變量存儲長度，這里方法里只有一個變量i，所以是1，然后00 00 00 0c是code字節(jié)碼長度12，然后的12個字節(jié)就是字節(jié)碼code了，再后的00 00是異常數(shù)，之后異常棧數(shù)是0，跳過，就是00 01的屬性數(shù)，然后00 0C指向常量池的第12項即LineNumberTable，這是一個code屬性，之后的00 00 00 12是屬性長度，再后的00 04是line_number_info表的項數(shù)，接下來的4項（每項4字節(jié)）表示line_number_info，00 00 表示代碼偏移量，00 05表示代碼行號，后面的類似；10）最后是attributes_count和attributes，表明了類的屬性，屬性比較特殊，jvm定義了兩種屬性：SourceCode和InnerClass。
- 常量池各個標(biāo)志解讀（來源wikipedia）
，這里詳解一下本例中的常量池，常量池是 cp_info
{
tag;
info[];
}類似這樣的結(jié)構(gòu)，先有一個無符號byte作為tag標(biāo)志，對應(yīng)表格中的數(shù)據(jù)，額外的info字節(jié)數(shù)組存儲對應(yīng)的數(shù)據(jù)index.
我以表格的形式列出常量池的所有數(shù)據(jù)，應(yīng)該算一目了然了吧：
-
| 常量index |
標(biāo)志 |
標(biāo)志內(nèi)容 |
字節(jié) |
具體數(shù)據(jù) |
實際含義 |
| 1 |
07 |
00 07 |
2 |
class reference |
常量池第7項是該class的內(nèi)容 |
| 2 |
07 |
00 10 |
2 |
class reference |
常量池第16項是該class的內(nèi)容 |
| 3 |
0A |
00 02 00 04 |
4 |
method ref |
兩個index，前兩個字節(jié)表示池內(nèi)的class索引位置，后兩個字節(jié)是名字和類型描述 |
| 4 |
0C |
00 06 00 05 |
4 |
name & type |
就是第3項方法指向的名字和類型的index |
| 5 |
01 |
00 03 |
2+x |
x個utf-8字符，此處x=3 |
實際值：()V，表示type（第三項方法的類型，具體含義參見描述符定義） |
| 6 |
01 |
00 06 |
2+x |
x=6 |
實際值：<init>，表示name（第三項方法的名字） |
| 7 |
01 |
00 03 |
2+x |
x=3 |
實際值：Act，第一項指向的具體字符內(nèi)容 |
| 8 |
01 |
00 08 |
2+x |
x=8 |
實際值：Act.java， |
| 9 |
01 |
00 04 |
2+x |
x=4 |
實際值：Code |
| 10 |
01 |
00 0D |
2+x |
x=0D=13 |
實際值：ConstantValue |
| 11 |
01 |
00 0A |
2+x |
x=0A=10 |
實際值：Exceptions |
| 12 |
01 |
00 0F |
2+x |
x=0F=15 |
實際值：LineNumberTable |
| 13 |
01 |
00 0E |
2+x |
x=0E=14 |
實際值：LocalVariable |
| 14 |
01 |
00 0A |
2+x |
x=0A=10 |
實際值：SourceFile |
| 15 |
01 |
00 0D |
2+x |
x=0D=13 |
實際值：doMathForever |
| 16 |
01 |
00 10 |
2+x |
x=10=16 |
實際值：java/lang/Object |
- 訪問標(biāo)志，待完善，這里有詳細的spec
- 描述符的完整定義：非終結(jié)符是正常體，終結(jié)符是粗體，*號表示之前符號出現(xiàn)0或多次
| FieldDescriptor |
FieldType |
| ComponentType |
FieldType |
| FieldType |
BaseType,ObjectType,ArrayType |
| BaseType |
B,C,D,F,I,J,S,Z |
| ObjectType |
L<classname>; |
| ArrayType |
[ComponentType |
| MethodDescriptor |
(ParameterDescriptor*)ReturnDescriptor |
| ParameterDescriptor |
FieldType |
| ReturnDescriptor |
FieldType,V |
- 基本類型終結(jié)符：V代表void
| 終結(jié)符 |
類型 |
| B |
byte |
| C |
char |
| D |
double |
| F |
float |
| I |
int |
| J |
long |
| S |
short |
| Z |
boolean |
- 一些描述符的例子：
| 描述符 |
字段或方法聲明 |
| I |
int a; |
| [[J |
long[][] b; |
| [Ljava/lang/Object; |
java.lang.Object[] c; |
| Ljava/util/HashMap; |
java.util.HashMap map; |
| [[[Z |
boolean[][][] ok; |
| ()I |
int m1(); |
| ()Ljava/lang/String; |
String m2(); |
| ([Ljava/lang/String;)V |
void main(String[] args); |
| ()V |
void m3(); |
| (JI)V |
void m4(long a,int b); |
| (Z[Ljava/lang/String;II)Z |
boolean m5(boolean a,String[] b,int c, int d); |
| ([BII)I |
int m6(byte[] a,int b,int c); |
- 聲明字段時的字段表field_info：
| 類型 |
名稱 |
數(shù)量 |
含義 |
| u2 |
access_flags |
1 |
訪問標(biāo)志 |
| u2 |
name_index |
1 |
字段簡單名稱的常量池utf8_info入口索引 |
| u2 |
descriptor_index |
1 |
字段描述符的常量池utf8_info入口索引 |
| u2 |
attributes_count |
1 |
attribute_info表的項數(shù) |
| attribute_info |
attributes |
attributes_count |
字段屬性：ConstantValue, Deprecated, Synthetic（JVM規(guī)范） |
- field_info中的access_flags標(biāo)志含義：
| 標(biāo)志名 |
值 |
含義 |
使用范圍 |
| ACC_PUBLIC |
0x0001 |
public |
類和接口 |
| ACC_PRIVATE |
0x0002 |
private |
類 |
| ACC_PROTECTED |
0x0004 |
protected |
類 |
| ACC_STATIC |
0x0008 |
static |
類和接口 |
| ACC_FINAL |
0x0010 |
final |
類和接口 |
| ACC_VOLATILE |
0x0040 |
volatile |
類 |
| ACC_TRANSIENT |
0x0080 |
transient |
類 |
- 聲明方法時的方法表method_info：
| 類型 |
名稱 |
數(shù)量 |
含義 |
| u2 |
access_flags |
1 |
訪問修飾符 |
| u2 |
name_index |
1 |
方法簡單名稱的常量池入口 |
| u2 |
descriptor_index |
1 |
方法描述符的常量池入口 |
| u2 |
attributes_count |
1 |
屬性表的項數(shù) |
| attribute_info |
attributes |
attributes_count |
方法屬性：Code,Deprecated, Exceptions和Synthetic（JVM規(guī)范） |
- method_info表中的訪問標(biāo)志對應(yīng)含義：值得說明的是接口的方法一定是public和abstract的，接口初始化方法可以用strictFP
| 標(biāo)志名 |
值 |
含義 |
使用范圍 |
| ACC_PUBLIC |
0x0001 |
public |
類和接口 |
| ACC_PRIVATE |
0x0002 |
private |
類 |
| ACC_PROTECTED |
0x0004 |
protected |
類 |
| ACC_STATIC |
0x0008 |
static |
類 |
| ACC_FINAL |
0x0010 |
final |
類 |
| ACC_SYNCHRONIZED |
0x0020 |
synchronized |
類 |
| ACC_NATIVE |
0x0100 |
native |
類 |
| ACC_ABSTRACT |
0x0400 |
abstract |
類和接口 |
| ACC_STRICT |
0x0800 |
strictFP |
類和接口的<clinit>方法 |
- 類和接口的初始化方法(<clinit>)只有JVM可以直接調(diào)用，永遠不會被java字節(jié)碼直接調(diào)用。
- JVM規(guī)范定義的所有屬性：
| 屬性名 |
使用者 |
描述 |
| Code |
method_info |
方法的字節(jié)碼和其他數(shù)據(jù) |
| ConstantValue |
field_info |
final變量的值 |
| Deprecated |
field_info,method_info |
字段或方法被禁用的指示符 |
| Exceptions |
method_info |
方法可能拋出的可被檢測的異常 |
| InnerClasses |
ClassFile |
內(nèi)部、外部類的列表 |
| LineNumberTable |
Code_attribute |
方法的行號與字節(jié)碼的映射 |
| LocalVariableTable |
Code_attribute |
方法的局部變量的描述 |
| SourceFile |
ClassFile |
源文件名 |
| Synthetic |
field_info,method_info |
編譯器產(chǎn)生的字段或者方法的指示符 |
- code屬性的表code_attribute：
| 類型 |
名稱 |
數(shù)量 |
含義 |
| u2 |
attribute_name_index |
1 |
包含“Code”的常量池入口 |
| u4 |
attribute_length |
1 |
去除起始6個字節(jié)后的code屬性長度 |
| u2 |
max_stack |
1 |
方法執(zhí)行任意時刻，該方法操作數(shù)棧的最大長度（以字為單位） |
| u2 |
max_locals |
1 |
方法局部變量需要的存儲空間長度（以字為單位） |
| u4 |
code_length |
1 |
該方法字節(jié)碼流的長度 |
| u1 |
code |
code_length |
|
| u2 |
exception_table_length |
1 |
異常表項數(shù) |
| exception_info |
exception_table |
exception_table_length |
異常表 |
| u2 |
attributes_count |
1 |
屬性數(shù) |
| attribute_info |
attributes |
attributes_count |
code屬性：LineNumberTable和LocalVariableTable（JVM規(guī)范） |
- 異常表excption_info：
| 類型 |
名稱 |
數(shù)量 |
含義 |
| u2 |
start_pc |
1 |
代碼數(shù)組起始處到異常處理器起始處的代碼偏移量 |
| u2 |
end_pc |
1 |
代碼數(shù)組起始處到異常處理器結(jié)束后的一個字節(jié)的偏移量 |
| u2 |
handler_pc |
1 |
代碼數(shù)組起始處跳轉(zhuǎn)到異常處理器的第一條指令的偏移量 |
| u2 |
catch_type |
1 |
異常處理器捕獲的異常類型的Class_info常量池入口，如果為0則表示處理finally子句，即處理所有異常 |
- constantValue屬性：各種基礎(chǔ)類型加字符串類型的常量池入口查找，結(jié)構(gòu)很簡單，這里就不列出了。
- LineNumberTable屬性建立了方法字節(jié)碼流便宜量和源代碼行號之間的映射關(guān)系：
| 類型 |
名稱 |
數(shù)量 |
含義 |
| u2 |
attribute_name_index |
1 |
包含“LineNumberTable”的常量池入口 |
| u4 |
attribute_length |
1 |
去除起始6字節(jié)后的屬性長度 |
| u2 |
line_number_table_length |
1 |
line_number_info表長度 |
| line_number_info |
line_number_table |
line_number_
table_length |
屬性表 |
- line_number_info表很簡單，就兩個項：u2的start_pc給出新行開始時代碼數(shù)組的偏移量，u2的line_number給出了從start_pc開始的行號。
這次就到這里。to be continued...