Java类文件的基本结构.docx

《Java类文件的基本结构.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Java类文件的基本结构Java类文件(.class文件)是一个为已编译Java程序仔细定义的格式。Java源代码被编译成能够被任何JVM加载和执行的类文件。在被JVM加载之前，类文件可能是由网络传输而来。类文件是独立于底层平台的，所以适用于更多的地方。它们由简洁的JVM字节码组成，这样就能轻装上阵。类文件常常被压缩，以极快的速度通过网络，到达世界各地的JVM。类文件里有什么？Java类文件包含JVM需要知道的关于一个Java类或接口的一切。按照它们的出现次序，主要的部分有：魔法数(magic)，版本号(version)，常量池(constantpo

2、ol)，访问标示符区(accessflags)，当前类区(thisclass)，超类区(superclass)，父接口区(interfaces)，字段区(fields)，方法列表区(methods)，属性区(attributes)。保存在类文件中的信息经常在长度上有变化，所以信息的实际长度在被加载之前不能被预测。例如，在方法区里的方法数目，类与类之间是不相同的，这取决于源代码中定义的方法个数。类文件中，这些信息的实际大小或长度，被安排在信息内容之前。这样，当类文件被JVM加载时，可变信息的长度首先被读取。一旦JVM知道信息的大小，它就能正确的读取实际

3、的信息内容。类文件中，不同的相邻信息之间通常没有空白或填充字符；一切都以字节(byte)边界对齐。这使得类文件很小，适合网络传输。为了让JVM在加载类文件时，知道需要什么信息以及从哪里可以取得所需信息，类文件的各个组成部分的次序是严格定义的。例如，每个JVM都知道类文件的前8个字节由魔法数和版本号组成，常量池从第9个字节开始，访问标示符区紧跟在常量池后面。但是，因为常量池的长度是可变的，在读取完常量池之前，JVM是不知道访问标示符区具体从什么地方开始。一旦读取完常量池，JVM就知道接下来的2个字节就是访问标示符区。魔法数(Magic)和版本号(Ver

4、sion)每个类文件的开始4个字节都是0xCAFEBABE。这个神奇的数字让Java类文件更容易识别，因为类文件以外的文件几乎不可能也以这四个相同的字节开头。之所以称之为魔法数，是因为它可以被文件格式设计者们从帽子里拉出来(??)。对它仅有的要求是，不能被现实已有的文件格式占用。根据最初Java团队主要成员之一的PatrickNaughton所说，远在“Java”被当作ava语言的名称之前，这个神奇的数字就已经被选好了。我们当时在寻找一个有趣，独特并且很容易记住的数字。OxCAFEBABE作为漂亮的Peet'sCoffee的咖啡师的代称，能预示未来J

5、ava语言的名字，这完全是一个巧合。类文件接下来的4个字节包含了大版本号(majorversion)和小版本号(minorversion)。这些数字标识了特定类文件使用的类文件格式，让JVM可以验证类文件是否可以被载入。每个JVM都有一个它能载入的最大版本号，拒绝加载大于最大版本号的类文件。常量池(ConstantPool)类文件在常量池中保存与类或接口关联的常量。常量池中能看到的部分常量是字符串字面值(literalstrings)，final变量的值(finalvariablevalues)，类名，接口名，变量名和变量类型，方法名和方法签名(me

6、thodnamesandsignatures)。方法签名由方法返回值类型(returntype)和一组参数类型(argumenttypes)组成。常量池被组织成一个元素长度可变的数组。每个常量占据数组中的一个元素。在整个类文件中，常量通过指示它们在数组中位置的整型索引来引用。第一个常量的索引值是1，第二个是2，以此类推。常量池数组的元素个数写在常量池的前面，所以在加载类文件时，JVM知道它需要加载多少常量。常量池中每个元素以指明自己类型的单字节标签(tag)开始。一旦JVM看到这个标签，就能知道接下来会遇到什么类型的常量。例如，如果看到一个表示字符串

7、的标签，JVM会认为接下来2个字节就是字符串的长度，然后就是“长度”个字节组成的字符串。在本文剩下的部分，我有时会用constant_pool[n]表示常量池数组的第n个元素。从常量池组织的像个数组来说，这是有道理的；但是请记住，这些元素具有不同的大小和类型，并且第一个元素的索引是1。访问标识符区(AccessFlags)常量池之后的2个字节就是访问标示符，它表明该文件定义的是类还是接口；该类或接口是公开的(public)还是抽象的(abstract)；如果是类，该类是不是final的。当前类区(Thisclass)接下来2个字节是当前类区，它只是一

8、个常量池数组的索引。被当前类引用的常量constant_pool[this_class]，包含两部分：单字节