Jvm（35.2）,class文件结构----常量池（下）

Posted 2021-01-07 qingruihappy

NO9.类中引用到的field字段在常量池中是怎样描述的？(CONSTANT_Fieldref_info,

CONSTANT_Name_Type_info)

一般而言，我们在定义类的过程中会定义一些 field字段，然后会在这个类的其他地方（如方法中）使用到它。有可能我们在类的方法中只使用field字段一次，也有可能我们会在类定义的方法中使用它很多很多次。

举一个简单的例子，我们定一个叫Person的简单java bean，它有name和age两个field字段，如下所示：

1. package com.louis.jvm;
2. publicclassPerson{
3. private String name;
4. privateint age;
5. public String getName(){
6. return name;
7. }
8. publicvoidsetName(String name){
9. this.name = name;
10. }
11. publicintgetAge(){
12. return age;
13. }
14. publicvoidsetAge(int age){
15. this.age = age;
16. }
17. }

在上面定义的类中，我们在Person类中的一系列方法里，多次引用到namefield字段 和agefield字段，对于JVM编译器而言，name和age只是一个符号而已，并且它在由于它可能会在此类中重复出现多次，所以JVM把它当作常量来看待，将name和 age以field字段常量的形式保存到常量池中。

 

将它name和age封装成 CONSTANT_Fieldref_info 常量池项，放到常量池中，在类中引用到它的地方，直接放置一个指向field字段所在常量池的索引。

上面的Person类，使用javap -v Person指令，查看class文件的信息，你会看到，在 Person类中引用到age和namefield字段的地方，都是指向了常量池中age和 namefield 字 段 对 应 的 常 量 池 项 中 。 表 示 field 字 段 的 常 量 池 项 叫 做

CONSTANT_Fieldref_info。

怎样描述某一个field字段的引用？

 

实例解析： 现在，让我们来看一下Person类中定义的namefield字段在常量池中的表示。通过使用javap -v Person会查看到如下的常量池信息：

 

 

请读者看上图中namefield字段的数据类型，它在#6个常量池项，以UTF-8编码格式的字符串"Ljava/lang/String;" 表示，这表示着这个field 字段是java.lang.String 类型的。关于 field字段的数据类型，class文件中存储的方式和我们在源码中声明的有些不一样。请看下图的对应关系：

请注意！！！

如果我们在类中定义了field 字段，但是没有在类中的其他地方用到这些字段，它是不会被编译器放到常量池中的。读者可以自己试一下。（当然了，定义了但是没有在类中的其它地方引用到这种情况很少。）

只有在类中的其他地方引用到了，才会将他放到常量池中。

NO10.类中引用到的method方法在常量池中是怎样描述的？

(CONSTANT_Methodref_info, CONSTANT_Name_Type_info)

1.举例：

还是以Person类为例。在Person类中，我们定义了setName(String name)、getName()、setAge(int age)、getAge()这些方法：

1. package com.louis.jvm;
2. publicclassPerson{
3. private String name;
4. privateint age;
5. public String getName(){
6. return name;
7. }
8. publicvoidsetName(String name){
9. this.name = name;
10. }
11. publicintgetAge(){
12. return age;
13. }
14. publicvoidsetAge(int age){
15. this.age = age;
16. }
17. }

虽然我们定义了方法，但是这些方法没有在类总的其他地方被用到（即没有在类中其他的方法中引用到），所以它们的方法引用信息并不会放到常量中。

现在我们在类中加一个方法 getInfo()，调用了getName()和getAge() 方法：

1. public String getInfo()
2. {
3. return getName()+" "+getAge();
4. }

 

这时候JVM编译器会将getName()和getAge()方法的引用信息包装成

CONSTANT_Methodref_info结构体放入到常量池之中。

 

这里的方法调用的方式牵涉到Java非常重要的一个术语和机制，叫动态绑定。这个动态绑定问题以后在单独谈谈。

 

1. 怎样表示一个方法引用？

   请看下图：

   

   

    

   

    

2. 方法描述符的组成

   

    

   

    

3. getName() 方法引用在常量池中的表示

   

NO11.类中引用到某个接口中定义的method方法在常量池中是怎样描述的？

(CONSTANT_InterfaceMethodref_info, CONSTANT_Name_Type_info)

当我们在某个类中使用到了某个接口中的方法，JVM会将用到的接口中的方法信息方知道这个类的常量池中。

比如我们定义了一个Worker接口，和一个Boss类，在Boss类中调用了Worker接口中的方法，这时候在Boss 类的常量池中会有Worker接口的方法的引用表示。

1. package com.louis.jvm;
2. /**
3. * Worker 接口类
4. * @author luan louis
5. */
6. publicinterfaceWorker{
7. publicvoidwork();
8. }
   1. package com.louis.jvm;
   2. /**
   3. * Boss 类，makeMoney()方法 调用Worker 接口的work
   4. * @author louluan
   5. */
   6. publicclassBoss{
   7. publicvoidmakeMoney(Worker worker)
   8. {
   9. worker.work();
   10. } 11. }

我们对Boss.class执行javap -v Boss,然后会看到如下信息：

如上图所示，在Boss类的makeMoney()方法中调用了Worker接口的work()方法，机器指令是通过 invokeinterface指令完成的，invokeinterface指令后面的操作数，是指向了Boss常量池中Worker接口的 work()方法描述，表示的意思就是："我要调用Worker接口的work()方法"。

Worker接口的work()方法引用信息，JVM会使用CONSTANT_InterfaceMethodref_info结构体来描述， CONSTANT_InterfaceMethodref_info定义如下：

CONSTANT_InterfaceMethodref_info结构体和上面介绍的CONSTANT_Methodref_info 结构体很基本

上相同，它们的不同点只有：

1.CONSTANT_InterfaceMethodref_info 的tag 值为11，而CONSTANT_Methodref_info的tag值为 10；

2. CONSTANT_InterfaceMethodref_info 描 述 的 是 接 口 中 定 义 的 方 法 ， 而

CONSTANT_Methodref_info描述的是实例类中的方法；

小试牛刀

关 于 方 法 的 描 述 , 完 全 相 同 CONSTANT_InterfaceMethodref_info 和 上 述 的 CONSTANT_Methodref_info 结 构 体 完 全 一 致 ， 这 里 就 不 单 独 为

CONSTANT_InterfaceMethodref_info绘制结构图了，请读者依照CONSTANT_Methodref_info 的描述，结合本例子关于Worker接口和Boss类的关系，使用javap -v Boss,查看常量池信息，然后根据常量池信息，自己动手绘制work() 方法在常量池中的结构。

NO12.CONSTANT_MethodType_info，CONSTANT_MethodHandle_info， CONSTANT_InvokeDynamic_info

如果你从我的《常量池详解》NO1节看到了NO11节，那么恭喜你，你已经学会了几乎所有的常量池项！只要你掌握了上述的常量池项，你就可以读懂你平常所见到的任何一个class文件的常量池了。

至于NO12所列出来的三项：

CONSTANT_MethodType_info,CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_InvokeDynamic_info，我想对你说，暂时先不管它吧。

这三项主要是为了让Java语言支持动态语言特性而在Java 7 版本中新增的三个常量池项，只会在极其特别的情况能用到它，在class文件中几乎不会生成这三个常量池项。 其实我花了一些时间来研究这三项，并且想通过各种方式生成这三项，不过没有成功，最后搞的还是迷迷糊糊的。从我了解到的信息来看，Java 7对动态语言的支持很笨拙，并且当前没有什么应用价值，然后就对着三项的研究先放一放了。）

如果读者有兴趣了解这三项，建议读者搜索关于Java 7 动态语言特性方面的文章，推荐阅读：