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字节：1字节 = 8位bit。

类文件结构

大概的构造可见：未命名文件 - ProcessOn

魔数、主次版本号

魔数4字节：0xCAFEBABE。

主版本号2字节（假设为X）：X-44 = JDK(Y)

副版本号2字节：标识特性（JDK12后启用）

常量池

常量池可以比喻为Class文件里的资源仓库，它是Class 文件结构中与其他项目关联最多的数据，通常也是占用Class文件空间最大的数据项目之一，另外，它还是在Class文件中第一个出现的表类型数据项目。

由于常量池包括的内容数量不固定，因此在常量池前，给了一个U2（2字节）来记录常量池容量计数值，从1开始计数，最多可以表示65534个。

在Class文件格式规范制定之时，设计者将第0项常量空出来是有特殊考虑的，这样做的目的在于，如果后面某些指向常量池的索引值的数据在特定情况下需要表达“不引用任何一个常量池项目”的含义，可以把索引值设置为0来表示。

常量池中主要存放两大类常量：字面量（Literal）和符号引用（Symbolic References）。字面量比较接近于Java语言层面的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等。而符号引用则属于编译原理方面的概念，主要包括下面几类常量：

被模块导出或者开放的包（Package）
类和接口的全限定名（Fully Qualified Name）
字段的名称和描述符（Descriptor）
方法的名称和描述符
方法句柄和方法类型（Method Handle、Method Type、Invoke Dynamic）
动态调用点和动态常量（Dynamically-Computed Call Site、Dynamically-Computed Constant）

访问标志

常量池之后，接着2个字节代表访问标志，用来记录一些类、接口层次的信息，包括：

Class是类还是接口
是否是public
是否是abstract
是否是final

类名以及继承关系

这里包括：

类索引（确定类的全限定名 - 在常量池中）
父类索引（确定父类的全限定名 - 在常量池中）
接口索引集合
- 由于java支持多实现，因此这里需要2个字节记录实现接口数量
- 随后的2*n个字节，描述接口的全限定名 - 在常量池中

字段表集合

这里描述的范围是

包括类级变量、实例级变量，不包括方法内部的局部变量

字段表结构为：

字段数
字段表集合
- 访问标志
- 名称索引
- 描述符索引
- 变量个数
- 变量信息

字段访问标志

这里和类的访问标志类似，描述的是字段的属性，包括：

访问权限（public、private、protected）
可见域(static)
是否可变(final)
线程可见性（volatile）
可序列化（transient）
是否有编译器自动产生（synthetic）
是否为枚举(enum)

名称索引、描述符索引

这里和类继承关系中的类似，也是常量池中引用。

名称索引代表的是字段的简单名称。
描述符索引代表的是字段和方法的描述符。

简单名称、描述符、全限定名见附录。

变量信息

这部分内容放在属性表集合中。

方法表集合

方法表的结构和上面的字段表几乎是相同的，都是由一个描述个数的字段开始，后面带着若干的方法表。

需要注意的是，方法表不可能为空，因为即使没有方法，编译器都会提供一个类构造器和实例构造器。
方法表中方法里具体的代码，放到了方法属性表的名为Code的属性中。

属性表集合

属性表（attribute_info）在前面的讲解之中已经出现过数次，Class文件、字段表、方法表都可以携带自己的属性表集合，以描述某些场景专有的信息。

属性表中，不再严格要求顺序，只要不和已有的重名，任何编译器都可以往属性表中写入自定义信息。JVM运行时，只会解析它认识的信息，丢弃那些不认识的。

属性表中，包括了大量上述几个区域中长度无法预先定义的内容，其中就包括整个类文件最重要的code属性表。

Code属性表

Code属性存放的是经过Javac编译器处理之后变为字节码的Java程序方法体中的代码。

Code属性表出现在方法表的属性集合之中。

并非所有的方法表都必须存在Code属性表，例如接口或抽象类中的方法，就不存在Code属性。

为什么说Code属性表是Class文件中最重要的属性？

因为一个Java文件包括的信息，可以分为代码和元数据（描述类、字段、方法定义和一些具体的定义信息），代码属性有且仅由Code属性表描述，其他的是用来描述元数据的。

其中，每个字段都有些特定的规则：

maxLocals

max_locals: U2，单位变量槽，对于byte、char、float、int、short、boolean和 returnAddress等长度不超过32位的数据类型，每个局部变量占用一个变量槽，而double和long这两种64位的数据类型则需要两个变量槽来存放。
- 这个大小是根据同时生存的最大局部变量决定的，而不是所有的局部变量。

code_length和code

存储源程序编译后的字节码指令。

code只有1个字节，代表的是编译出的一条字节码指令。

code_length虽然有4字节，但java虚拟机规范只允许65535，超过了javac就拒绝编译了。

异常表

如果代码中没有显式处理异常，那么异常表中没有信息。

异常表描述的是：在代码的哪个位置，如果抛出了哪个异常，则跳转到哪个指令处理。

同样地，异常表中具体的信息，也是通过一个指明数量的数加上一堆指向常量池ClassInfo的指针确定。

常数值属性(ConstantValue)

ConstantValue属性在属性表中的使用范围是针对字段表的。

字段表中，如果为静态字面量值赋值了，那么字段表中就会有指向这个区域的对应信息。

这里的记录信息也较为简单，最终的指向依然是依靠对常量池的值的引用。

因此，这里的类型就只能局限于基本类型以及String，这是由常量池的特性决定的。

字段属性

这个属性的作用是通知虚拟机自动为静态变量赋值。

也就是说：只有被static修饰的基本变量或String才可以使用这个区域。

对于非静态变量（实例变量），赋值是在实例构造器方法中进行的。

对于类变量（也就是静态变量），这里的初始化有2种情况（这是Oracle的javaC编译器的实现,java虚拟机规范并不强制要求是final）：

如果同时使用final和static修饰，且是基本类型或String，那么就会生成ConstantValue属性进行初始化；

如果不满足上面的条件，那么就会在中初始化。

由于书中内容很多，这里只挑了一些日常中比较能够接触到的进行记录，如果后面需要，再进行补充。

附录

全限定名、描述符、简单名称

全限定名

以类org.fenixsoft.clazz.TestClass为例，全限定名为org/fenixsoft/clazz/TestClass。

为了使连续的多个全限定名之间不产生混淆，在使用时最后一般会加入一个“；”号表示全限定名结束。

简单名称

简单名称则就是指没有类型和参数修饰的方法或者字段名称，这个类中的inc()方法和m字段的简单名称分别就是“inc”和“m”。

描述符

描述符用来描述字段的数据类型、方法的参数列表（数量、类型、书匈奴）、防范的返回值。

基本数据类型以及void都用大写字符表示，对象用L+全限定名表示。

字符	含义	字符	含义
B	byte	J	long
C	char	S	short
D	double	Z	boolean
F	float	V	void
I	int	L	对象，例如Ljava/lang/Object;

数组：在数据类型前用**一个[**描述，例如：
- String[] [] - > [[Ljava/lang/String;
- int[] -> [I

而描述一个方法时，顺序是：

参数列表，用()包起来
返回值

例如：

void ()方法的描述符：()V
String toString():()Ljava/lang/String;

[JVM]类文件结构