JVM class文件分析主要是 jdk的信息、常量池、以及class文件的字节码样式。 idea 可以安装一个 jcl

JVM Class文件详解

.java 文件

public class JVMClassInfo {

    public void sayHello(){
        System.out.println("hello,world!");
    }
}

执行Javap -verbose /你的文件路径/JVMClassInfo.class

public class com.jvm.JVMClassInfo
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #6.#17         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #18.#19        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #3 = String             #20            // hello,world!
   #4 = Methodref          #21.#22        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   #5 = Class              #23            // com/jvm/JVMClassInfo
   #6 = Class              #24            // java/lang/Object
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               LocalVariableTable
  #12 = Utf8               this
  #13 = Utf8               Lcom/jvm/JVMClassInfo;
  #14 = Utf8               sayHello
  #15 = Utf8               SourceFile
  #16 = Utf8               JVMClassInfo.java
  #17 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
  #18 = Class              #25            // java/lang/System
  #19 = NameAndType        #26:#27        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #20 = Utf8               hello,world!
  #21 = Class              #28            // java/io/PrintStream
  #22 = NameAndType        #29:#30        // println:(Ljava/lang/String;)V
  #23 = Utf8               com/jvm/JVMClassInfo
  #24 = Utf8               java/lang/Object
  #25 = Utf8               java/lang/System
  #26 = Utf8               out
  #27 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #28 = Utf8               java/io/PrintStream
  #29 = Utf8               println
  #30 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
{
  public com.jvm.JVMClassInfo();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/jvm/JVMClassInfo;

  public void sayHello();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #3                  // String hello,world!
         5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: return
      LineNumberTable:
        line 6: 0
        line 7: 8
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       9     0  this   Lcom/jvm/JVMClassInfo;
}

主要是 jdk的信息、常量池、以及class文件的字节码样式。

idea 可以安装一个 jclasslib Bytecode viewer 插件来查看字节码信息。

用 Javap 看字节码清楚点，用插件看整个class文件结构更清晰。上面的图中少了一个class信息：MagicNumber。可以使用十六进制的工具打开class文件看class文件的十六进制。

一个class文件分为:MagicNumber,Version,Constant_pool,Access_flag,This_class,Super_class,Interfaces,Fields,Methods ,Attributes十个部分。

MagicNumber：class文件开头用4个字节长度表示的值为CA FE BA BE ，Java虚拟机用此来验证一个文件是否为class文件，如果不是，Java虚拟机将拒绝加载此class
Version：分为Minor Version和Major Version，表示当前的jdk版本号，次版本号和主版本号。跟在MagicNumber后面，00 00：次版本号，对应的十进制是 0 ；00 34 : 主版本号，对应的十进制是 52 。在我们当前分析的环境中代表的是jdk1.8。

Constant_pool：常量池，00 1F 两个字节表示常量池的数量，由于常量池从1开始算，所以count为30(31-1)。常量池里面放的是字面常量和符号引用，字面常量主要包含文本串以及被声明为final的常量等；符号引用包含类和接口的全局限定名、字段的名称和描述、方法的名称和描述符。

常量的结构以常量的类型开始，接着是数据。类似于下面的结构：

cp_info{
	u1 tag;
  u1 info[];
}

tag对应的是常量对应的类型。

Constant Type	Tag
CONSTANT_Utf8_info	1
CONSTANT_Integer_info	3
CONSTANT_Float_info	4
CONSTANT_Long_info	5
CONSTANT_Double_info	6
CONSTANT_Class_info	7
CONSTANT_String_info	8
CONSTANT_Fieldref_info	9
CONSTANT_Methodref_info	10
CONSTANT_InterfaceMethodref_info	11
CONSTANT_NameAndType_info	12
CONSTANT_MethodHandle_info	15
CONSTANT_MethodType_info	16
CONSTANT_InvokeDynamic_info	18

CONSTANT_xxx结构

CONSTANT_Methodref_info{
	u1 tag;
	u2 class_index;
	u2 name_and_type_index;
}
CONSTANT_Fieldref_info{
  u1 tag;
  u2 class_index;
  u2 name_and_type_index;
}
CONSTANT_Class_info{
  u1 tag;
  u2 name_index;
}
CONSTANT_Utf8_info{
  u1 tag;
  u2 length;
  u1 bytes[length];
}
CONSTANT_NameAndType_info{
  u1 tag;
  u2 name_indx;
  u2 descriptor_index;
}

分析下常量池数量后面的常量池信息。

0A —>10 表示的是 CONSTANT_Methodref_info ，所以有5个字节 0A 00 06 00 11 来表示，00 06代表的是 class_index , 即方法所属class信息的索引在常量池中的第6个，00 11 代表的是 name_and_type_index ，即方法的描述符位于常量池中的第17个，通过上文中提到的插件可以轻易的看出表示的信息是什么。

后面的信息就依据此方法分析就可以了，这里就不多赘述了。

Access_flag：类或接口修饰符，访问权限。

ACC_PUBLIC/ACC_FINAL/ACC_SUPER/ACC_INTERFACE/ACC_ABSTRACT/ACC_SYNTHETIC/ACC_ANNOTATION/ACC_ENUM/...

常量池之后是access_flag，两个字节表示。

图中光标的位置为access_flag的起始位置，00 21来表示。 0x0021 = 0x0001 | 0x0020，表示当前class的access_flag是ACC_PUBLIC|ACC_SUPER。

This_class : 保存了当前类的全局限定名在常量池的索引，两个字节表示，00 05 这里指向第5个常量，即
Super_class: 保存了当前类的父类的全局限定名在常量池里的索引，两个字节表示，00 06 这里指向第6个常量，即

Interfaces: 保存了当前类实现的接口列表，包含两个部分：interfaces_count、interfaces[interfaces_count]

fields: 保存了当前类的成员列表，包含两个部分:fields_count、fields[fields_count]

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

methods: 保存了当前类的方法列表，包含两个部分:methods_count、methods[methods_count]
```
method_info{
	u2 access_flags; // 00 01 ACC_PUBLIC
	u2 name_index; // 00 07  <init>
	u2 descriptor_index; //00 08 V()
	u2 attributes_count; //00 01 
	attribute info attributes[attributes_count];
}
```
因为当前类中既没有interfaces，也没有fields。所以 method 从 00 02开始，表示有两个方法。
attributes: class文件的附加属性。包括 Code、LineNumberTable、LocalVariableTable、SourceFile等

Thanks