Java class文件的结构

Java class文件的结构

class文件是Java源代码编译之后产生的二进制文件，代码中的各个项目严格按照Java的规范组织。
class文件以一张表的形式组织代码中的各个部分：

名称	释义	大小
magic	魔数	4 Byte
minor_version	子版本号	2Byte
major_version	主板本号	2Byte
constant_pool_count	常量池的大小	2Byte
constant_pool	常量池	由constant_pool_count决定
access_flags	访问标志位	2Byte
this_class	类索引	2Byte
super_class	父类索引	2Byte
interfaces_count	实现接口的数目	2Byte
interfaces	实现的接口	由interfaces_count决定
fields_count	成员变量的数目	2Byte
fields	成员变量	由fields_count决定
methods_count	方法数	2Byte
methods	方法	由methods_count决定
attributes_count	属性数	2Bytes
attributes	属性	由attributes_count决定

魔数

magic（魔数）的作用是用于识别文件类型是否是class文件，class文件的魔数是0xCAFEBABE 。

版本号

minor_version和major_version用于标记该class文件是由哪个版本的Java编译器编译而来。由低版本的Java编译器编译产生的class文件可以运行在高版本的虚拟机上，即向下兼容，但虚拟机不能执行超过自身版本的class文件，即使高版本class文件除了版本号以外其他内容与低版本class文件完全相同。

常量池

constant_pool（常量池）主要用于存放Class中的字面常量（literal）以及符号常量 。字面常量包括：Class中的字符串常量、声明为final的值。符号常量主要包括：类的全限定名、成员变量的名称和描述符、方法的名和描述符。
常量池由多个常量表组成，每个常量表保存一种常量，如：int型常量表保存的都是int类型的常量，字符串类型常量表保存所有String类型的常量。Java 7 之前共有11种不同的常量表，自 Java 7 开始新增3种常量表。

访问标志位

access_flags用于保存Class以及Interface的访问标志，包括Class访问限定类型是public、protected、private中的一种，是否final、abstract的Class等。

类索引、父类索引以及接口索引

this_class（类索引）用于确定该类的全限定名，super_class（父类）用于确定父类的的全限定名，interfaces（接口索引）用于确定该类实现的所有接口的全限定名。它们的值指向常量池中的对应常量。

成员变量

fields （成员变量）用于保存Class中的所有成员变量，包括static变量和instance变量。Class中的所有成员变量以一张表格的形式存储，存储了成员变量的访问标志位、变量名索引、变量描述符索引、变量属性等信息。
需要注意的是，fields中不会包含从父类中继承来的成员变量。

方法

methods（方法）用于保存Class中声明的所有方法，包括static方法和instance方法。Class中的所有方法也是以一张表格的形式存储，存储的信息也主要是：方法访问标志位、方法名索引、方法描述符索引、方法属性等信息。如果父类的方法没有被子类覆盖，子类的methods中也不会出现父类的方法。

属性

attributes（属性）用于保存Class中成员变量或者方法的详细特有信息。每个field或者method中都可以包含一个属性表，用于描述该成员变量或者方法的详细信息。
属性由多个属性表组成，每个属性表包含一种特定类型的属性。最常见的几个属性类型如下表：

名称	含义	使用位置
Code	方法的字节码指令	methods（方法表）
ConstantsValue	final定义的常量值	fields（字段表）
Exceptions	方法抛出的异常表	methods（方法表）
LineNumberTable	源代码行号与字节码指令的映射关系表	Code
LocalVariableTable	局部变量表	methods （方法表）

参考资料：《深入理解Java虚拟机》