3. 类文件结构（JVM）

标签（空格分隔）： JVM

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概述

任何一个Class文件都对应着唯一一个类或接口的定义信息，但反过来说，类或接口并不一定都得定义在文件里（譬如类或接口也可以通过类加载器直接生成）

Class文件是一组以8字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑的排列在Class文件之中，中间没有添加任何分隔符，这使得整个Class文件中存储的内容几乎全是程序运行的必要数据，没有空隙存在。当遇到需要占用8字节以上空间的数据项时，则会按照高位在前的方式分割成若干个8位字节进行存储

1. 使用类似C语言结构的伪结构来存储数据：

   • 无符号数：基本数据类型，以u1 u2 u4 u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值
   • 表：由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都习惯性的以“_info”结尾。表用于描述有层次关系的符合结构的数据，整个Class文件本质上就是一张表

2. 无论是是顺序还是数量，甚至于数据存储的字节序（Byte Ordering，Class文件中字节序为Big-EndIan）这样的细节，都是被严格限定的，哪个字节代表什么含义，长度是多少，先后顺序如何，都不允许改变

模块详解

Class文件结构构成

1. 头4个字节称为魔数（Magic Number）：唯一作用确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件，Class文件的魔数（0xCAFEBABE）

2. 紧接着魔数的4个字节存储的是Class文件的版本号：56字节是次版本号（Minor Version），78字节是主版本号（Major Version）

3. 紧接着主次版本号之后的是常量池入口：Class文件之中的资源仓库

   • 存放两大类常量：字面量（Literal）和符号引用（Symbolic Reference）
   • 字面量（Literal）：文本字符串、声明为final的常亮值等
   • 符号引用（Symbolic Reference）：
     • 类和接口的全限定名（Full Qualified Name）
     • 字段的名称和描述符（Descriptor）
     • 方法的名称和描述符

4. 紧接着的两个字节代表访问标志（access flags）：用于识别一些类或接口层次的访问信息

5. 紧接着按顺序出现类索引、父类索引、接口索引

   • 类索引、父类索引：一个u2类型的数据
   • 接口索引：一组u2类型的数据，而且入口第一项为接口计数器，表示索引表的容量

6. 紧接着是字段表：用于描述接口或类中声明的变量。字段包括类级变量和实例级变量，但不包括在方法内部声明的局部变量

7. 紧接着是方法表集合：如果父类方法在子类中没有被重写，方法表集合中就不会出现来自父类的方法信息

8. 紧接着是属性表集合：

   • Slot是虚拟机为局部变量分配内存所使用的最小单位，对于基本数据类型不超过32位的数据类型，每个局部变量占用1个Slot，而double和long这两种64位数据类型需要两个Slot存放
   • Code属性用于描述代码，所有其他数据项目都用来描述元数据

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