JAVA字节码文件之第二篇(常量池)

Posted 2021-03-18 君子生非异也

常量池(也称常量表)：主版本号之后就是常量池的开始位置；java类所对应的常量池主要由常量池数量和常量池数组两部分组成，常量池数量是主版本号之后的两个字节；常量池数组在常量池数量之后，常量池数组中不同元素的类型，结构是不同的，所以该数组长度是不同的，但是数组中的每一种元素的第一个字节是标记位是一个u1类型，JVM在解析常量池时会根据这u1类型来获取元素的具体类型。

一、常量池的内容

一个java类中定义的很多信息都是由常量池来维护和描述的，可以将常量池看作是class文件的资源仓库，比如java类中定义的方法与变量信息。常量池中主要存储两类常量：字面量(文本字符串，final的常量)与符号引用(类和接口的全限定名，字段的名称和描述符，方法的名称和描述符

一、常量池的结构

二、常量池的分析

常量池(也称常量表)：主版本号之后就是常量池的开始位置；java类所对应的常量池主要由常量池数量和常量池数组两部分组成，常量池数量是主版本号之后的两个字节；常量池数组在常量池数量之后，常量池数组中不同元素的类型，结构是不同的，所以该数组长度是不同的，但是数组中的每一种元素的第一个字节是标记位是一个u1类型，JVM在解析常量池时会根据这u1类型来获取元素的具体类型。

1、常量池元素的数量：

00 18(24)：就是该class字节码文件的常量池数量; 常量池数组元素的个数=常量池数量-1；索引为0的位置暂不使用，目的是满足某些常量池索引值的数据在特定情况下需要表达，不引用任何一个常量池的含义。根本原因是索引为零也是一个常量，只是他不在常量池中，该常量对应null值，所以常量池的索引从1开始(#1)。

 2、常量池数组

第一个元素：根据Constant pool 中 #1的描述可知该元素是无参的构造函数

0A(10):常量池元素数量之后的第一个字节，u1=10 对应

 第一个u2(4)：占两个字节即00 04；第二个u2(20)：占两个字节即00 14；所以该常量池的第一个元素占五个字节即0A 00 04 00 14

第二个元素：根据 Constant pool  中#2的描述可知该元素是在类ByteCodeTest中一个int 类型 名字为num的变量，

09(9):第一个元素之后的第一个字节 ，u1=9 对应

 第一个u2(3)：占两字节00 03;第二个u2(15):占两个字节00 15；所以该常量池的第二个元素占五个字节即09 00 03 00 15

 第三个元素：根据 Constant pool  中#3 可知该元素是该类的权限定名。

07(7):第二个元素之后的第一个字节07 ，u1=7 对应

 u2(16)：占两个字节00 16；所以该常量池的第三个元素占三个字节即07 00 16

第四个元素：根据 Constant pool  中#4 可知该元素是该Object类的权限定名。

07(7):第三个元素之后的第一个字节07 ，u1=7 对应

 u2(17)：占两个字节00 17；所以该常量池的第四个元素占三个字节即07 00 17

第五个元素：根据Constant pool  中#5的描述该元素是字符num

01(1):第四个元素之后的第一个字节01 ，u1=1 对应

 u2(03)：占两个字节00 03，表示utf-8格式的内容对应的长度是3个字节；u1：对应三个字节 6e  75 6d， 所以该常量池的第五个元素占6个字节即01 00 03 6e 75 6d；0x6e756d转字符串=num；

Hex转字符串工具

第六个元素：根据Constant pool  中#5的描述该元素是字符I

01(1):第五个元素之后的第一个字节01 ，u1=1 对应

 u2(01)：占两个字节00 01，表示utf-8格式的内容对应的长度是1个字节；u1(73)：对应1个字节 49； 所以该常量池的第刘个元素占4个字节即01 00 01 49；49转十进制73；

根据ASCII字码表可知49=73=I；

其他元素分析方式与此相同就不再分析，最终分析可知红圈这部分区域是常量池的内容（00 18->63 74）

 

 

三、JVM描述符

在jvm规范中，每个变量或字段都有描述信息，描述信息主要的作用是描述字段的数据类型，方法的参数列表（包括数量，类型与顺序）与返回值。
1、为了压缩字节码文件的体积，JVM对于基本数据类型和代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示，而对象类型用字符L加对象的全限定类名来表示
如下表示：B--byte，C--Char，D--double，F--float，I--int，J--long，S--short，Z--boolean，V--void，L--对象类型如Ljava/lang/String。

 

2、对于数组来说，每一个维度使用一个前置的[来表示，如Int[]表示为[I，String[][]表示为[[Ljava/kang/Stirng;

 

 3、用描述符来描述方法时，用先参数列表后返回值的顺序来描述，参数列表按照参数的严格顺序放在一组()之内，如方法：String getNameById(int id,String name)的描述符为：(I,Ljava/lang/String) Ljava/lang/String;

    public String getNameById(int id,String name){
        return name;
    }