Java 虚拟机程序执行:01 Class文件的组成结构

Class文件的组成结构

Class 文件是一组以 8 位字节为基础单位的二进制流,各个数据项目严格按照顺序紧凑地排列在 Class 文件中,中间没有任何分隔符。Java 虚拟机规范规定 Class 文件采用一种类似 C 语言结构体的伪结构来存储数据,这种伪结构中只有两种数据类型:无符号数和表,我们之后也主要对这两种类型的数据类型进行解析。

  • 无符号数: 无符号数属于基本数据类型,以 u1、u2、u4、u8 分别代表 1 个字节、2 个字节、4 个字节和 8 个字节的无符号数,可以用它来描述数字、索引引用、数量值或 utf-8 编码的字符串值。
  • : 表是由多个无符号数或其他表为数据项构成的复合数据类型,名称上都以 _info 结尾。

Class 文件的头 8 个字节

Class 文件的头 8 个字节是魔数和版本号,其中头 4 个字节是魔数,也就是 0xCAFEBABE,它可以用来确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的 Class 文件(这通过扩展名来识别文件类型要安全,毕竟扩展名是可以随便修改的)。

后 4 个字节则是当前 Class 文件的版本号,其中第 5、6 个字节是次版本号,第 7、8 个字节是主版本号。

常量池

从第 9 个字节开始,就是常量池的入口,常量池是 Class 文件中:

  • 与其他项目关联最多的的数据类型;
  • 占用 Class 文件空间最大的数据项目;
  • Class 文件中第一个出现的表类型数据项目。

常量池的开始的两个字节,也就是第 9、10 个字节,放置一个 u2 类型的数据,标识常量池中常量的数量 cpc (constant_pool_count),这个计数值有一个十分特殊的地方,就是它是从 1 开始而不是从 0 开始的,也就是说如果 cpc = 22,那么代表常量池中有 21 项常量,索引值为 1 ~ 21,第 0 项常量被空出来,为了满足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”时,将让这个索引值指向 0 即可。

常量池中记录的是代码出现过的所有 token(类名,成员变量名等,也是我们接下来要修改的地方)以及符号引用(方法引用,成员变量引用等),主要包括以下两大类常量:

  • 字面量: 接近于 Java 语言层面的常量概念,包括

    • 文本字符串
    • 声明为 final 的常量值
  • 符号引用: 以一组符号来描述所引用的目标,包括
    • 类和接口的全限定名
    • 字段的名称和描述符
    • 方法的名称和描述符

常量池中的每一项常量都通过一个表来存储。目前一共有 14 种常量,不过麻烦的地方就在于,这 14 种常量类型每一种都有自己的结构,我们在这里只详细介绍两种:CONSTANT_Class_info 和 CONSTANT_Utf8_info。

CONSTANT_Class_info 的存储结构为:

... [ tag=7 ] [ name_index ] ...
... [  1位  ] [     2位    ] ...

其中,tag 是标志位,用来区分常量类型的,tag = 7 就表示接下来的这个表是一个 CONSTANT_Class_info,name_index 是一个索引值,指向常量池中的一个 CONSTANT_Utf8_info 类型的常量所在的索引值,CONSTANT_Utf8_info 类型常量一般被用来描述类的全限定名、方法名和字段名。它的存储结构如下:

... [ tag=1 ] [ 当前常量的长度 len ] [ 常量的符号引用的字符串值 ] ...
... [  1位  ] [        2位        ] [         len位         ] ...

后面还没看,先简单介绍到这里……

原文地址:https://www.cnblogs.com/mengY/p/12254104.html

时间: 2024-07-31 19:08:23

Java 虚拟机程序执行:01 Class文件的组成结构的相关文章

Java 虚拟机程序执行:02 虚拟机的类加载机制

虚拟机的类加载机制 虚拟机的类加载机制 类加载的时机 类的显式加载和隐式加载 类加载的过程 类的生命周期 加载 加载的 3 个阶段 分类 验证 准备 解析 初始化 类加载器 如何判断两个类 “相等” 类加载器的分类 双亲委派模型 类加载的时机 JVM 会在程序第一次主动引用类的时候,加载该类,被动引用时并不会引发类加载的操作.也就是说,JVM 并不是在一开始就把一个程序就所有的类都加载到内存中,而是到不得不用的时候才把它加载进来,而且只加载一次.那么什么是主动引用,什么是被动引用呢? 主动引用

java程序执行SQL脚本文件

首先引入ibatis-common-2.jar包 import com.ibatis.common.jdbc.ScriptRunner; import com.ibatis.common.resources.Resources; jpetstore测试代码如下: package com.ibatis.jpetstore.test; import java.sql.DriverManager; import java.util.Properties; import com.ibatis.commo

《深入理解Java虚拟机》笔记01 -- 运行时数据区

运行时数据区示意图 1. 程序计数器 占用一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器.主要用来记录线程执行到哪条语句了,分支.循环.跳转.异常处理.线程恢复等功能都需要依赖这个计数器来完成. 如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址:如果正在执行的时Native方法,这个计数器值则为空.此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域. 2. Java 虚拟机栈 线程私有,生命

《深入理解Java虚拟机》笔记01:走近Java

1.1 Java的技术体系 Sun官方所定义的Java技术体系包括以下几个组成部分: Java程序设计语言 各种硬件平台上的Java虚拟机 Class文件格式 Java API类库 来自商业机构和开源社区的第三方Java类库 Java程序设计语言.Java虚拟机.Java API类库这三部分统称为JDK(Java Development Kit),JDK是用于Java程序开发的最小环境 1.2 Java技术体系 Java Card:支持一些Java小程序(Applets)运行在小内存设备(如智能

使用exe4j把java程序生成可执行的.exe文件

exe4j可以很容易把一个jar打成exe.  下载地址:http://dl.dbank.com/c0owlopqf8 1.下载的安装文件,里面包含一个注册码生成的工具 2.安装exe4j以及破解(注意jre版本必须是1.4到1.6) 3.运行exe4j 运行界面如下图 点击change license,用户名公司名可以任意输入,再输入注册码就OK了 4.点击下一步,选择第二个模式,即把jar包打包成exe.

java 程序执行原理

转自:http://blog.csdn.net/walkingmanc/article/details/6369487java 应用可以打包成jar 格式, jar格式其实只是一种很普通的压缩格式,与zip格式一样,只不过是它会在压缩文件的目录结构中增加一个META-INF/ MANIFEST.MF 的元文件. 我们知道,经过编译的字节码class文件可以直接放到java虚拟机去解释执行(JIT方式), 我们通过在命令行调用“java class文件的路径”就可以使用jvm(java.exe/j

关于 Java虚拟机:内存处理与执行引擎

一.Java技术体系简介: Java技术体系包括以下几个组成部分: java程序设计语言 各种硬件平台上的java虚拟机 Class文件格式 Java API 类库 来自商业机构和开源社区的第三方类库 JDK(java Development Kit):包括java程序设计语言,java虚拟机,java API类库.JDK是用于支持java程序开发的最小环境. JRE(java Runtime Environment) 包括java API类库中的java SE API子集,java虚拟机.JR

Java虚拟机--虚拟机字节码执行引擎

Java虚拟机--虚拟机字节码执行引擎 所有的Java虚拟机的执行引擎都是一致的:输入的是字节码文件,处理过程是字节码解析的等效过程,输出的是执行结果. 运行时栈帧结构 用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构,是虚拟机栈的栈元素.每一个方法从调用开始到执行完成的过程,都对应一个栈帧在虚拟机栈中的入栈出栈过程. 由于虚拟机栈是线程私有的,所以每一个线程都有一个自己的虚拟机栈,而每个虚拟机栈都是由许多栈帧组成.每一个栈帧都包括 局部变量表 操作数栈 动态连接 方法返回地址 额外附加信息 处于

深入理解Java虚拟机(类文件结构+类加载机制+字节码执行引擎)

周志明的<深入理解Java虚拟机>很好很强大,阅读起来颇有点费劲,尤其是当你跟随作者的思路一直探究下去,开始会让你弄不清方向,难免有些你说的啥子的感觉.但知识不得不学,于是天天看,反复看,就慢慢的理解了.我其实不想说这种硬磨的方法有多好,我甚至不推荐,我建议大家阅读这本书时,由浅入深,有舍有得,先从宏观去理解去阅读,再慢慢深入,有条不紊的看下去.具体来说,当你看书的某一部分时,先看这部分的章节名,了解这部分这一章在讲什么,然后再看某一章,我拿"类文件结构"这一章来说,我必须