第6章 类文件结构

Posted 2021-02-04 ashoftime

6.1 概述

　　计算机只认识0和1，传统的语言直接交给操作系统去执行，所以他们不能像Java一样，一次编译到处运行。Java编译后的代码是由虚拟机执行，编译后的结果是平台中立的格式。

6.2 无关性的基石

　　各种平台下Java编译后的格式都是一样的，所以称为平台中立的，这个格式就是字节码(Byte Code)。Java虚拟机只认识字节码即class文件，所以虚拟机也可以执行别的语言，只要这些语言编译后的代码是class文件。

6.3 Class类文件的结构

　　主要介绍class文件的结构，以jdk1.4为主线。

　　class文件是什么？是一组二进制字节流，其格式有着严格的要求必须以8字节为单位进行排列。如果需要占有的字节大于8字节就需要按照大端的方式进行分割，最高位字节在最低位。这个与x86处理器相反，x86采用最低位字节在地址最低位。这个字节码对格式的要求非常严格，中间没有分隔符。没有分隔符怎么能确定一个字段哪里开头哪里结尾呢？所以class的结构对顺序、数量都是被严格规定的。

　　class文件的结构类似于c语言里的结构体，由两种数据结构组成，一种是无符号数，一种是表。无符号数用来存储基本的数据类型的内容。表是一种复合的数据结构，由多个无符号数和别的表组成。

　　

6.3.1 魔数与class文件版本

　　class文件开头是魔数，是指用来判断这个二进制文件是不是class文件的。我们平时看一个文件的类型是从扩展名来判断，这其实不太安全，因为扩展名是可以改的。java虚拟机根据一个二进制文件的头4个字节的内容是不是指定的内容来判断是不是class文件。

　　跟着魔数后面是class文件的版本的判断，用来判断class文件的版本与虚拟机的版本是不是兼容。

6.3.2 常量池

　　紧接着魔数和class文件版本的就是常量池了。为什么要有常量池呢？把所有的常量放在一个池子里，如果一段java里出现了两个同样的字符串，那么就没有必要加载两次，直接再次引用即可，因为是常量，不会改变。具体而言常量池里有两大类的数据：1、字面量(Literal)，符合我们对常量池的一般认知，放的是java里的字符串、final修饰的变量等待。这部分内容肯定是常量。2、符号引用。从常量的角度而言，这部分也是不可改变的。有类或者接口的全限定名称，一个字段的名称和描述符，一个方法的字段和描述符。由于java在编译的时候没有链接这一步，引用别的方法都不能直接转换成真实的地址，只有在运行的时候才能被翻译成真正的入口地址，所以这部分内容要在内存里保存下来。

　　常量池第一个字段是保存了常量池里有多少的个常量，索引从1开始。

6.3.3 访问标志

　　用来标记这段class对应的java代码是不是一个类，是不是一个接口，是不是抽象的等等信息。