JVM的基础，class文件的理解（2）

本文是“深入学习JVM”系列的第二篇文章，主要介绍class文件的数据结构。
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一、前言

class文件，通常由Java编译器编译得到，用于JVM的工作。
我们按功能研究其数据结构。
不过，我们首先要知道，class文件用无符号整型表示所有数据。
为了方便组织，用多个无符号整型，组成一张表。
整个class文件，本质上就是一张表。

二、概括

按照功能，class文件可以被分为9个数据区，分别是

1. 魔数 – 验证class文件的正确性；
2. 版本号 – 标识生成class文件的编译器版本；
3. 常量池 – 最重要的地方，大多数数据的存储位置；
4. 访问标识 – 描述这个资源是类还是接口，访问的权限是public、private等，
5. 类索引 – 描述这个类的全限定名；
6. 父类索引、接口索引集合 – 描述这个类的父子结构
7. 字段表 – 描述这个类定义的成员变量和变量属性；
8. 方法表 – 描述这个类定义的方法和方法属性；
9. 属性表 – 描述class文件的附带信息；

三、按功能详解class文件

第一，魔数

1. 功能：用于验证class文件正确性

第二，版本号

1. 功能：说明编译class文件的编译器的版本。
2. 原因：高级编译器生成的class文件，无法由低级JVM执行。【即：保证运行成功】

第三，常量池

1. 功能：存放大量常量资源。
2. 组成：
   1. 常量池计数器：记录常量池中有多少个常量【从1开始，1表示没有常量】
   2. 常量池数组：真实的常量值。

第四，访问标识

1. 功能：描述当前类（或接口）的访问修饰符【比如public、private、识别当前文件是类还是接口等等】

第五，类索引

1. 功能：确定该类的全限定名

第六，父类索引和接口索引集合

1. 功能：确定这个类的父类的全限定名，和所有实现接口的全限定名
2. 备注：由于Java是单继承，多实现，所以允许实现多个接口，因此，采用数组的结构，存储接口索引；
3. 接口索引集合的组成：
   1. 接口计数器：记录显式接口索引的个数【显式接口：也就是在Java源文件中，我们实现的接口，比如我们implements接口A，A可能有个父接口B，B就不属于显式接口】
   2. 接口索引表数组：存放接口信息

第七，字段表集合

1. 功能：描述接口或类中声明的变量【包括所有显式变量】
2. 备注：不会列出从父类、实现的接口中继承的字段【但是由于Java有内部类的机制，所以为了保持访问性，可能会有不存在的字段】
3. 字段表集合的组成：
   1. 字段计数器：记录字段的个数；
   2. 字段表数组：存放字段信息

第八，方法表集合

1. 功能：描述接口或类中声明的方法；
2. 备注：不会列出父类父接口的方法，除非本类重写了它们的方法。
3. 组成：
   1. 方法计数器：记录方法的个数；
   2. 方法表：存放方法信息

第九，属性表

1. 功能：描述class文件所携带的辅助信息，在JVM运行时，会使用这些信息进行某些活动

四、结语

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