java Class文件內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析過程詳解

更新時間：2013年11月28日 09:42:04 作者：

java class的文件結(jié)構(gòu)，java class文件結(jié)構(gòu)是基于字節(jié)流的，用unicode進行編碼,下面說說java Class文件內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

大學的時候，就看過java虛擬機規(guī)范第二版，最近把最新的Java虛擬機規(guī)范第三版（java se 1.7版本）溫習了一遍，發(fā)現(xiàn)java虛擬機規(guī)范中java class的文件結(jié)構(gòu)部分并沒有太大的變化，順便也整理了一下。
java語言是跨平臺的，所謂一次編寫，到處運行。之所以是跨平臺的，就是java定義了一套與操作系統(tǒng)，硬件無關的字節(jié)碼格式，這個字節(jié)碼就是用java class文件來表示的，java class文件內(nèi)部定義了虛擬機可以識別的字節(jié)碼格式，這個格式是平臺無關性的，在linux系統(tǒng)或者在windows系統(tǒng)上都是一致的。這個就好比html文件，我們定義好規(guī)范，這個系統(tǒng)只要去按照規(guī)范顯示出來里面的內(nèi)容就好了。好比html就是class文件，瀏覽器就是虛擬機一樣，通過瀏覽器去執(zhí)行html的渲染過程，我們無論是用手機，Windows系統(tǒng)，蘋果系統(tǒng)上網(wǎng)，顯示出來的內(nèi)容都是一樣。 java虛擬機可以從class文件中加載預定義的字節(jié)碼，也可以從網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)庫，消息文件中加載字節(jié)碼。
下面來說說java class的文件結(jié)構(gòu)，java class文件結(jié)構(gòu)是基于字節(jié)流的，用unicode進行編碼。其實想想也可以完全用xml文件表示，只不過用xml表示的字節(jié)碼文本體積可能會很大，占用空間，同時解析起來比較耗時，而且很容易被人為修改，導致未知錯誤。下面是class文件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

復制代碼代碼如下:

ClassFile { 
u4 magic; 
u2 minor_version; 
u2 major_version; 
u2 constant_pool_count; 
cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]; 
u2 access_flags; 
u2 this_class; 
u2 super_class; 
u2 interfaces_count; 
u2 interfaces[interfaces_count]; 
u2 fields_count; 
field_info fields[fields_count]; 
u2 methods_count; 
method_info methods[methods_count]; 
u2 attributes_count; 
attribute_info attributes[attributes_count]; 
}

簡要解釋一下：

U4 代表由無符號四個字節(jié)組成

u4 magic ：是一個固定的數(shù)值，java虛擬機里面稱為魔數(shù) ，主要是用來標識是否為java虛擬機所支持的文件結(jié)構(gòu)，目前是0xCAFEBABE

u2 minor_version; u2 major_version; 代表次版本號和主版本號

u2 constant_pool_count; cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]; 這里面代表常量池個數(shù)以及常量池信息

u2 access_flags : 代表class訪問標記，例如：public protected

u2 this_class : 代表這個類的名稱例如 java.lang.Object

u2 super_class : 代表父類名稱

u2 interfaces_count; u2 interfaces[interfaces_count]; 實現(xiàn)的接口格式以及接口類名

u2 fields_count; field_info fields[fields_count]; 字段個數(shù)以及字段信息

u2 methods_count; method_info methods[methods_count]; 方法個數(shù)以及方法信息

u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; java class文件內(nèi)部屬性信息，和java語言定義的屬性沒有關系，純粹就是給java虛擬機用的

以上都是java虛擬機規(guī)范中定義的class文件內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，可以參考 Java虛擬機規(guī)范（Java SE 7版）這里就不細講

每種結(jié)構(gòu)又都定義了自己的結(jié)構(gòu)信息，例如：常量池結(jié)構(gòu)，字段信息，方法信息，類信息，這幾種結(jié)構(gòu)之間又都互相引用，下面這幅圖簡要介紹了java class文件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息

其中常量池的里面的信息最為復雜，java虛擬機運行時刻的所有信息都是從常量池來獲取的，常量池定義了一下幾種結(jié)構(gòu)