java Class文件结构解析常量池字节码

 更新时间:2022年07月15日 09:47:11   作者:huisexiaochou  
这篇文章主要为大家介绍了java Class文件的整体结构解析常量池字节码详细讲解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

Class文件结构

整体结构

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];
}

从结构上看可以分为几大块 文件头、常量池、接口、字段、函数、属性

文件头

u4             magic;  //固定值 0xCAFEBABE
 u2             minor_version;
 u2             major_version;
 u2             access_flags;  //访问修饰
 u2             this_class; //类名 常量池下标
 u2             super_class; //父类名 常量池下标  如果是0 就是java/lang/Object;

我把这几个描述了类基本信息的字段称为文件头

major_version.minor_version表示该class文件的版本号,由编译器版本决定,然而不同版本的虚拟机只会支持一定版本范围内的class文件,如果不在则会拒绝解析。

例如 openJDK中的实现

// Check version numbers - we check this even with verifier off
  if (!is_supported_version(major_version, minor_version)) {
    if (name == NULL) {
      Exceptions::fthrow(
        THREAD_AND_LOCATION,
        vmSymbols::java_lang_UnsupportedClassVersionError(),
        "Unsupported major.minor version %u.%u",
        major_version,
        minor_version);
    } 

常量池

常量池包含了class文件中使用到的例如 函数标识/类型信息/字符串等等,运行时加载到内存中形成运行时常量池

常量项中文件中使用变长结构描述

cp_info {
    u1 tag;  //表示常量的类型
    u1 info[];  //具体常量的内容结构 不同类型常量有不同的结构
}

/*常量类型*/
Constant Type    Value
CONSTANT_Class    7
CONSTANT_Fieldref    9
CONSTANT_Methodref    10
CONSTANT_InterfaceMethodref    11
CONSTANT_String    8
CONSTANT_Integer    3
CONSTANT_Float    4
CONSTANT_Long    5
CONSTANT_Double    6
CONSTANT_NameAndType    12
CONSTANT_Utf8    1
CONSTANT_MethodHandle    15
CONSTANT_MethodType    16
CONSTANT_InvokeDynamic    18

例如:Utf8_info常量,更多的可以查看规范

CONSTANT_Utf8_info {
    u1 tag;
    u2 length;  //字符串长度
    u1 bytes[length]; //字符串数据(utf-8编码)
}

解析常量池的时候要注意:常量池长度为 constant_pool_count -1 但是 下标从1开始

属性表

attribute_info {
    u2 attribute_name_index;
    u4 attribute_length;
    u1 info[attribute_length];
}

属性项可以包含在class、method、field、code中,作为具体信息项

在class中可以描述文件信息,在method中可以描述字节码内容,函数栈信息,在code中可以描述行号等 所以attribute_info同样是具备不同类型的变长结构。但是attribute_info并没有tag这样的专门标记去标识类型,而是使用名字attribute_name。

//一部分Attribute Name
Attribute    Section    class file    Java SE
ConstantValue    §4.7.2    45.3    1.0.2
Code    §4.7.3    45.3    1.0.2
StackMapTable    §4.7.4    50.0    6
Exceptions    §4.7.5    45.3    1.0.2
InnerClasses    §4.7.6    45.3    1.1
//.......

Code_attribute结构

Code_attribute {
    u2 attribute_name_index;
    u4 attribute_length;
    u2 max_stack;  //最大栈深度
    u2 max_locals;  //局部变量数量
    u4 code_length; //字节码内容长度
    u1 code[code_length];  //字节码内容
    u2 exception_table_length;  //异常处理表 由try,catch/finaly 产生
    {   u2 start_pc;
        u2 end_pc;
        u2 handler_pc;
        u2 catch_type;
    } exception_table[exception_table_length];
    u2 attributes_count;
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

函数表/字段表

method_info {
    u2             access_flags;
    u2             name_index;
    u2             descriptor_index;
    u2             attributes_count;
//一定会包含一个code属性项
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

field_info {
    u2             access_flags;
    u2             name_index;
    u2             descriptor_index;
    u2             attributes_count;
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

可以看到函数/字段中的内容具体有属性来描述

字节码解析

对于class文件解析,我们最关心的可能就两个 常量池和字节码

一条字节码由操作码,操作数组成,不同的字节码操作数的长度/表示意义可能不一样,对着规范翻译就好

例如invokevirtual字节码就是 0xb6 u2 2字节的操作数在运行时指向的是一个instance method ref

参考文档

本文代码 ClassParserDemo

以上就是java Class文件结构解析常量池字节码的详细内容,更多关于java Class 文件解析的资料请关注脚本之家其它相关文章!

相关文章

  • 聊聊Java并发中的Synchronized

    聊聊Java并发中的Synchronized

    这篇文章主要介绍了聊聊Java并发中的Synchronized,介绍了同步的基础,原理,锁的相关内容,具有一定参考价值,需要的朋友可以了解下。
    2017-11-11
  • springboot常用注释的讲解

    springboot常用注释的讲解

    今天小编就为大家分享一篇关于springboot常用注释的讲解,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧
    2019-04-04
  • 浅谈jvm中的垃圾回收策略

    浅谈jvm中的垃圾回收策略

    下面小编就为大家带来一篇浅谈jvm中的垃圾回收策略。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2016-08-08
  • SpringMVC+Mybatis实现的Mysql分页数据查询的示例

    SpringMVC+Mybatis实现的Mysql分页数据查询的示例

    本篇文章主要介绍了SpringMVC+Mybatis实现的Mysql分页数据查询的示例,具有一定的参考价值,有兴趣的可以了解一下
    2017-08-08
  • 自从在 IDEA 中用了热部署神器 JRebel 之后,开发效率提升了 10(真棒)

    自从在 IDEA 中用了热部署神器 JRebel 之后,开发效率提升了 10(真棒)

    在javaweb开发过程中,使用热部署神器 JRebel可以使class类还是更新spring配置文件都能立马见到效率,本文给大家介绍JRebel的两种安装方法,小编建议使用第二种方法,具体安装步骤跟随小编一起看看吧
    2021-06-06
  • JVM指令的使用深入详解

    JVM指令的使用深入详解

    这篇文章主要给大家介绍了关于JVM指令使用的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-01-01
  • SpringBoot+Redis实现查找附近用户的示例代码

    SpringBoot+Redis实现查找附近用户的示例代码

    SpringDataRedis提供了十分简单的地理位置定位的功能,本文主要介绍了SpringBoot+Redis实现查找附近用户的示例代码,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下
    2024-02-02
  • Java实现读取resources目录下的文件路径的九种方式

    Java实现读取resources目录下的文件路径的九种方式

    本文主要介绍了Java实现读取resources目录下的文件路径的九种方式,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2022-04-04
  • Java中如何自定义一个类加载器

    Java中如何自定义一个类加载器

    这篇文章主要介绍了Java中如何自定义一个类加载器,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2022-11-11
  • Java下载文件中文文件名乱码的解决方案(文件名包含很多%)

    Java下载文件中文文件名乱码的解决方案(文件名包含很多%)

    Java下载文件时,文件名中文乱码问题通常是由于编码不正确导致的,使用`URLEncoder.encode(filepath, "UTF-8")`可以解决在提示下载框中正确显示汉字文件名的问题,但在选择直接打开时,文件名会变成乱码,解决这个问题的方法
    2025-02-02

最新评论