java虚拟机——class文件结构

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java虚拟机讲解第四篇

1、讲解内容逻辑梳理图：

逻辑图为百度脑图，以下为原图连接：http://naotu.baidu.com/file/782b9fc9f78e729b19620026e615e5ad?token=94dc2c66cbffbd25

2、内容详细讲解：

2.1：class文件结构包含要素：

2.1.1、魔术（magic）：class文件的头4个字节为魔术，用来确定class文件是否能被虚拟机接受。

2.1.2、主次版本号（minor_version、major_version）：5、6字节为次版本号，7、8为主版本号，jdk从45开始递增版本号，jdk支持向下兼容版本，即jdk1.2可以运行jdk1.1编译的class文件。

2.1.3、接着主次版本号之后的是常量池（constant_pool_count、constant_pool）：常量池中主要包括两大类常量，字面量和符号引用。字面量：文本字符串、声明为final的常量值。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。

2.1.4、访问标志（access_flags）：用户识别类或者接口层次信息。Class是类还是接口，是否定义为public，是否定义为abstract，如果是类，是否被声明为final。

2.1.5、类索引、父类索引、接口索引集合（this_class、super_class、interface_count、interfaces）：类索引用于确定类的全限定名，父类索引用于确定父类的全限定名。除java.lang.Object类之外，其他所有类的父类索引都不为0。由于java支持多实现，所以接口索引为集合。

2.1.6、字段表集合（fields_count、fields）：用于描述接口或类声明的变量，包括类级变量和实例级变量。字段信息包括：字段的作用域（public、private、protecte）、实例变量还是类变量（是否有static修饰）、可变性（是否有final修饰）、并发可见性（是否有volatile修饰）、可否被序列化（是否有transient修饰）、字段数据类型、字段名称。

2.1.7、方法表集合（methods_count、methods）：包含访问标志（access_flags）、名称索引（name_index）、描述符索引（descriptor_index）、属性表集合（attributes）。方法内的代码在编译后会存放到属性表集合中一个名为Code的属性里面。

2.1.8、属性表集合（attributes_count、attributes）：Class文件、字段表、方法表都包含了属性表集合。

a）、Code属性：java代码经过javac编译后字节码存在Code属性中。接口和抽象类的方法不会存在Code属性中。

b）、Exception属性：描述的是throws关键字后面列举的异常。

c）、LineNumberTable属性：描述源代码行号和字节码行号的对应关系，当程序抛出异常时使用。可选。

d）、LocalVariableTable属性：描述局部变量表中的变量和java源代码中的变量之间关系。可选。

e）、SourceFile属性：记录生成Class文件的源代码文件名称。可选。

f）、ConstantValue属性：通知虚拟机自动为static静态变量赋值。同时使用final和static修饰的基本类型和java.lang.String，编译后会生成ConstantValue属性并初始化，否则会在实例构造器（）中初始化。

g）、InnerClasses属性：记录内部类和宿主类之间关系。

h）、Deprecated、Synthetic属性：Deprecated已弃用。Synthetic表示字段或方法不是由java源代码产生，由编译器自行添加。

i）、StackMapTable属性：该属性在虚拟机类加载字节码验证阶段被新类型检查验证器使用。一个方法的Code属性最多有一个该属性。

j）、Signature属性：泛型的标识，可出现在类、字段表、方法表结构中。

k）、BootstrapMethods属性：jdk1.7之后新增，该属性用于保存invokedynamic指令引用的引导方法限定符。

2.2、虚拟机实现方式分两种：

2.2.1、将输入的java虚拟机代码在加载和执行时翻译成另一种虚拟机的指令集。

2.2.2、将输入的java虚拟机代码在加载和执行时翻译成宿主机CPU的本地指令集（即JIT代码生成技术）。

往期回顾：

1）、Java虚拟机——运行时数据区域（图文方式讲解运行时数据区域的内容）

2）、java虚拟机——垃圾收集（图文方式讲解垃圾算法、垃圾收集器等内容）

3）、java虚拟机——性能监控常用命令（图文方式讲解性能监控常用命令）

4）、java虚拟机——class类文件结构（图文方式讲解类文件结构内容）

5）、java虚拟机——类加载机制（图文方式讲解类加载过程）

6）、java虚拟机——虚拟机字节码执行引擎（图文方式讲解字节码执行过程）

7）、java虚拟机——java文件编译过程（图文方式讲解java文件编译过程）

8）、java虚拟机——即时编译器和解释器（图文方式讲解即时编译器和解释器的工作内容）

9）、java虚拟机——内存模型和线程（图文方式讲解内存模型和线程内容）

10）、java虚拟机——线程安全与锁优化（图文方式讲解线程安全及锁优化内容）