分析一個(gè)Java Class文件
來(lái)源：程序員人生 發(fā)布時(shí)間：2015-06-16 08:26:46 閱讀次數(shù)：3475次
Java源碼文件TestClass.java：
package jvm.chapter6;
//P166
public class TestClass {
private int m;
public int inc(){
return m+1;
}
}
展現(xiàn)這個(gè)Class文件的16進(jìn)制內(nèi)容：
從頭開(kāi)始分析=>
ca fe ba be ：magic number;
00 00 00 34 : 版本號(hào)是1.8.0;
00 16: 說(shuō)明常量池有21個(gè)常量，1⑵1， index留做他用；接下來(lái)就是分別這21個(gè)常量的描寫(xiě)：
07/00 02 ：CONSTANT_Class_info 常量，類名索引是該常量池的第2項(xiàng)；
01/00 16/6a 76 6d 2f 63 68 61 70 74 65 72 36 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 ：這是該常量池的第2項(xiàng)，CONSTANT_Utf8_info常量，長(zhǎng)度是22（0x0016）,正是字符串常量“jvm/chapter6/TestClass”；
07/00 04：CONSTANT_Class_info 常量，類名索引是該常量池的第4項(xiàng)；
01/00 10/6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 4f 62 6a 65 63 74:這是該常量池的第4項(xiàng)，CONSTANT_Utf8_info常量，長(zhǎng)度是16（0x0010）,正是字符串常量“java/lang/Object”；
01/00 01/6d :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"m";
01/00 01/49 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"m";
01/00 06/3c 69 6e 69 74 3e :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"<init>";
01/00 03/28 29 56 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"()V";
01/00 04/43 6f 64 65 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"Code";
0a/00 03/00 0b: tag=10,表示CONSTANT_Methodref_info常量，聲明該方法的類名稱位于常量池的第3項(xiàng)，即java/lang/Object，方法名和類型NameAndType="<init>":()V；
0c/00 07/00 08： 接下來(lái)tag=12就是上面剛說(shuō)道的CONSTANT_NameAndType_info類型，接下來(lái)的兩個(gè)索引分別指向方法名和描寫(xiě)符即"<init>"和“()V”，
01/00 0f/4c 69 6e 65 4e 75 6d 62 65 72 54 61 62 6c 65 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"LineNumberTable";
01/00 12/4c 6f 63 61 6c 56 61 72 69 61 62 6c 65 54 61 62 6c 65 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"LocalVariableTable";
01/00 04/74 68 69 73 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"this";
01/00 18/4c 6a 76 6d 2f 63 68 61 70 74 65 72 36 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 3b:CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"Ljvm/chapter6/TestClass;";
01/00 03 69 6e 63 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"inc";
01/00 03 28 29 49 :CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"()I";
09/00 01/00 13:代表Fieldref常量，然后接下來(lái)兩個(gè)u2分別表示聲明該字段的類和NameAndType的索引；
0c/00 05/00 06：就是上面剛使用的NameAndType常量；
01/00 0a/53 6f 75 72 63 65 46 69 6c 65 ：CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"SourceFile";
01 00 0e 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 2e 6a 61 76 61：：CONSTANT_Utf8_info常量，是字符串常量"TestClass.java";
上面就分析完了常量池中的字段，
00 21 : access_flags= ACC_PUBLIC | ACC_SUPER = 0x0021;
00 01 00 03 00 00:類索引 父類索引 和接口索引，常量池第3項(xiàng)表示的是Object，說(shuō)明了默許的父類就是Object,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)接口，所以interfaces_count=0;
00 01/00 02/00 05/00 06/00 00: 接下來(lái)的是字段表集合(fields_info)，fields_count=1,access_flags=0x0002=ACC_PRIVATE, 代表字段名稱的name_index=5（常量池的第5項(xiàng)是CONSTANT_Utf8_info類型的字符串m），字段描寫(xiě)符descriptor_index=0x0006(常量池的第5項(xiàng)是CONSTANT_Utf8_info類型的字符串I),最后atributes_count=0,說(shuō)明不包括額外的信息。總上這些信息正是為了說(shuō)明定義的字段“private
int m”；
00 02/00 01/00 07/00 08/00 01/00 09/00 00 00 2f/00 01/00 01/00 00 00 05/2a b7 00 0a b1：接下來(lái)的是方法集合(methods_info)，有兩個(gè)方法，第1個(gè)方法的訪問(wèn)標(biāo)志是0x0001=ACC_PUBLIC，名稱索引是0x0007，指向常量池中的<init>，描寫(xiě)符索引值是0x0008，指向常量池中的"()V"，接下來(lái)屬性表計(jì)數(shù)器attributes_count=1,屬性名稱索引是0x0009對(duì)應(yīng)的是“Code”，接下來(lái)就是Code屬性表的結(jié)構(gòu)：屬性值的長(zhǎng)度attribute_length=0x2f;操作數(shù)棧的最大深度和本地變量表的容量都是0x0001；字節(jié)碼指令長(zhǎng)度是5，翻譯“2a
b7 00 0a b1”的進(jìn)程是：
1）讀入2a，對(duì)應(yīng)的是aload_0 ，將第1個(gè)援用類型的本地變量推送到操作數(shù)棧頂；
2）讀入b7，對(duì)應(yīng)的是invokespecial,作用是調(diào)用以棧頂?shù)膔eference類型所指向的對(duì)象的構(gòu)造器方法 實(shí)例初始化方法 私有方法，接下來(lái)有1個(gè)u2類型的參數(shù)說(shuō)明具體調(diào)用哪一個(gè)方法，它指向常量池中1個(gè)CONSTANT_Methodref_info的常量，即那個(gè)方法的符號(hào)援用；
3)00 0a正是上面invokespecial的參數(shù)，指向常量池中的1個(gè)Methodref常量，對(duì)應(yīng)的應(yīng)當(dāng)是Object.init()方法；
4)b1,對(duì)應(yīng)的指令是return,并且返回類型是oid，當(dāng)前方法對(duì)應(yīng)的指令結(jié)束。
繼續(xù)上面的分析，
00 00/00 02/00 0c/00 00 00 06/00 01/00 00/00 03|00 0d/00 00 00 0c/00 01|00 00/00 05/00 0e/00 0f/00 00：exception_table_length=0,該方法沒(méi)有拋出異常，然后attributes_count=2，該Code屬性有倆屬性：0x000c指向常量池中的“LineNumberTable”，attribute_length=6,line_number_table_length=1,就是記錄了1對(duì)java源碼行號(hào)和字節(jié)碼行號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（3：0）；0x000d指向常量池中的“LocalVariableTable”，attribute_length=12,local_variable_table_length=1(代表了1個(gè)棧幀和程序中的局部變量關(guān)聯(lián)關(guān)系)，start_pc=0x0000,length=0x0005表征該局部變量在字節(jié)碼中的作用范圍（就是這個(gè)方法內(nèi)），name_index=0x000e,
descriptor_index=0x000f表示該局部變量的名稱及其描寫(xiě)符，即為“this”, "Ljvm/chapter6/TestClass";通過(guò)javap的輸出都可以1目了然。index=0x0000代表該局部變量在棧幀局部變量表中Slot的位置。
接下來(lái)看第2個(gè)方法，
00 01/00 10/00 11/00 01/00 09/00 00 00 31/00 02/00 01/00 00 00 07/2a b4 00 12 04 60 ac/：方法的訪問(wèn)標(biāo)志是0x0001=ACC_PUBLIC，名稱索引是16，指向常量池中的“inc”，描寫(xiě)符索引值是0x0011，指向常量池中的"()I"，接下來(lái)屬性表計(jì)數(shù)器attributes_count=1,屬性名稱索引是0x0009對(duì)應(yīng)的是“Code”，接下來(lái)就是Code屬性表的結(jié)構(gòu)：屬性值的長(zhǎng)度attribute_length=0x31;操作數(shù)棧的最大深度是2，本地變量表的容量是1；字節(jié)碼指令長(zhǎng)度是7，翻譯“2a
b4 00 12 04 60 ac”的進(jìn)程是：
1）讀入2a，對(duì)應(yīng)的是aload_0 ，將第1個(gè)援用類型的本地變量推送到操作數(shù)棧頂；
2）讀入b4，對(duì)應(yīng)的指令是getfield,取得實(shí)例域，并壓入棧頂，他需要參數(shù)用來(lái)講明把哪一個(gè)變量入棧，即下面；
3）讀入00 12，用來(lái)指明getfield 哪一個(gè)字段，指向常量池中的1個(gè)Fieldref常量，“jvm/chapter6/TestClass.m:I”；
4）讀入04，對(duì)應(yīng)的指令是iconst_1,將int類型的1推至棧頂；
5）讀入60，對(duì)應(yīng)的指令是iadd,將棧頂兩個(gè)int類型的數(shù)值相加并把結(jié)果壓入棧頂；
6)讀入ac,對(duì)應(yīng)的指令是ireturn,從當(dāng)前方法返回int，結(jié)束。
后面的倆屬性就和分析第1個(gè)方法類似。
至此，就分析完了1個(gè)簡(jiǎn)單的Class文件的結(jié)構(gòu)，清晰了很多。
附：
Javap TestClass.class的結(jié)果：$ javap -verbose TestClass.class
Classfile /home/vonzhou/GitHub/JavaProject/learning-java/bin/jvm/chapter6/TestClass.class
Last modified Apr 29, 2015; size 379 bytes
MD5 checksum 70a67e773b621619d03f9d1b5ac91af6
Compiled from "TestClass.java"
public class jvm.chapter6.TestClass
SourceFile: "TestClass.java"
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Class #2; // jvm/chapter6/TestClass
#2 = Utf8 jvm/chapter6/TestClass;
#3 = Class #4; // java/lang/Object
#4 = Utf8 java/lang/Object;
#5 = Utf8 m;
#6 = Utf8 I;
#7 = Utf8 <init>;
#8 = Utf8 ()V;
#9 = Utf8 Code;
#10 = Methodref #3.#11; // java/lang/Object."<init>":()V
#11 = NameAndType #7:#8; // "<init>":()V
#12 = Utf8 LineNumberTable;
#13 = Utf8 LocalVariableTable;
#14 = Utf8 this;
#15 = Utf8 Ljvm/chapter6/TestClass;;
#16 = Utf8 inc;
#17 = Utf8 ()I;
#18 = Fieldref #1.#19; // jvm/chapter6/TestClass.m:I
#19 = NameAndType #5:#6; // m:I
#20 = Utf8 SourceFile;
#21 = Utf8 TestClass.java;
{
public jvm.chapter6.TestClass();
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #10; // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Ljvm/chapter6/TestClass;
public int inc();
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: getfield #18; // Field m:I
4: iconst_1
5: iadd
6: ireturn
LineNumberTable:
line 6: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 7 0 this Ljvm/chapter6/TestClass;
}
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