本文繼續(xù)使用上次的Test.class文件，它是由下面單獨(dú)的一個(gè)類文件編譯而成的，沒有包。

6. 索引（Index）

索引又分類索引、父類索引和接口索引集合，類索引（this_class）和父類索引（super_class）都是一個(gè)u2類型的數(shù)據(jù)，而接口索引集合（interfaces）是一組u2類型的數(shù)據(jù)的集合，Class文件依靠這些索引數(shù)據(jù)來確定這個(gè)類的繼承關(guān)系。所有類（除了java.lang.Object）都只有一個(gè)父類索引（Java的單繼承），即父類索引不為0，只有java.lang.Object的父類索引為0。接口索引用來描述該類實(shí)現(xiàn)了哪些接口，它們的出現(xiàn)順序是按照implements語句后接口的先后順序出現(xiàn)的，如果這個(gè)類是一個(gè)接口就按照extends后面出現(xiàn)的順序來。

類索引和父類索引各自指向一個(gè)CONSTANT_Class_info的類描述符常量，然后通過CONSTANT_Class_info可以定位到一個(gè)CONSTANT_Utf8_info類型的常量中的全限名字符串。而接口索引集合則以接口計(jì)數(shù)器開頭，和前面常量池類似，若計(jì)數(shù)器表示n則后面緊跟著的n個(gè)u2數(shù)據(jù)是表示該類實(shí)現(xiàn)的n個(gè)接口的類索引，分別指向?qū)?yīng)的類描述符常量。

全限名："java/lang/Object"表示Object類的全限名，將類全名中的“.”替換成“/”而已，多個(gè)全限名之間是“;”分隔。

仍然以我上次的那個(gè)Test.class文件為例，這里三個(gè)u2類型的值分別為Ox0005、Ox0006、Ox0000，前兩個(gè)分別表示的是類索引、父類索引所指向的常量描述符。第三個(gè)表示接口集合的個(gè)數(shù)，這里為0即沒有實(shí)現(xiàn)任何接口。假設(shè)為2，則表示接下來的2個(gè)u2數(shù)據(jù)表示實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)接口，每個(gè)u2數(shù)據(jù)也指向的是常量描述符。

7.字段表集合（Field Info）

字段表（field_info）用于描述接口或者類中聲明的變量。字段包括類級(jí)變量以及實(shí)例級(jí)變量，但不包括在方法內(nèi)部聲明的局部變量。字段包含的信息比較多，包含以下內(nèi)容：

• 字段的作用域：public、private、protect修飾符
• 變量類型（類變量or實(shí)例變量）：static
• 可變性：final
• 并發(fā)可見性：volatile
• 可否序列化：transient
• 數(shù)據(jù)類型：基本數(shù)據(jù)類型、對(duì)象、數(shù)組
• 字段名稱

上面的這些信息除了字段數(shù)據(jù)類型和字段名稱其他都是以布爾值來描述的，有就是true且對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)志位，沒有則false，這種表示方法和上一節(jié)的Access Flags一樣。字段數(shù)據(jù)類型和字段名稱是引用的常量池中的常量來描述，可能是CONSTANT_Class_info也可能是CONSTANT_Utf8_info。

根據(jù)Java語言的語法我們可以知道，ACC_PUBLIC、ACC_PRIVATE、ACC_PROTECTED三個(gè)標(biāo)志只能選一個(gè)，ACC_FINAL、ACC_VOLATILE不能同時(shí)存在，接口必須有ACC_PUBLIC、ACC_STATIC、ACC_FINAL標(biāo)志。

描述符

描述符的作用是用來描述字段的數(shù)據(jù)類型、方法的參數(shù)列表（數(shù)量、類型、順序）和返回值。其中基本數(shù)據(jù)類型以及void返回值類型都是用一個(gè)大寫字母來表示的，對(duì)象的類型由一個(gè)L加對(duì)象全限名表示。

基本數(shù)據(jù)類型和普通類型都已經(jīng)知道怎么表示了，但Java中有一個(gè)特殊類型就是數(shù)組類型，它是在編譯期產(chǎn)生的，它的描述符是在變量描述符前面加一個(gè)"["，如果是二維則加兩個(gè)[，比如"[["。例如一個(gè)String[][]記錄為[[Ljava/lang/String，一個(gè)int[]記錄為[I。

如果是描述一個(gè)方法則在描述符前面加一個(gè)括號(hào)“()”，如果有參數(shù)則在其中按順序添加描述符即可。例如一個(gè)String toString(char[] c,int a,String[] b)的描述符為：“([CI[Ljava.lang.String)Ljava.lang.String”。

這里同樣以Test.class文件來驗(yàn)證，第一個(gè)u2數(shù)據(jù)是容量技術(shù)器fields_count，這里是Ox0000，說明沒有字段表數(shù)據(jù)，看文章開頭的java代碼，確實(shí)沒有定義任何字段。由于在編譯class文件開始沒有考慮周全，沒有定義字段，這里容量技術(shù)器為0也就看不到后面的字段描述內(nèi)容，這里先假設(shè)是Ox0001，即有一個(gè)字段。第二個(gè)u2數(shù)據(jù)是訪問標(biāo)識(shí)符access_flags，假設(shè)這里是Ox0002，說明字段標(biāo)志為ACC_PRIVATE。第三個(gè)u2數(shù)據(jù)是字段名稱name_index，假設(shè)值為Ox0005，指向#5的常量池CONSTANT_Utf8_info字符串。第四個(gè)u2數(shù)據(jù)是字段描述符，這里是Ox0007，指向#7的常量池字符串。

8. 方法表集合

方法表的描述和字段表集合描述形式一樣，只需要按照對(duì)應(yīng)的表格對(duì)照就可以了。方法表結(jié)構(gòu)依次包含了access_flags（訪問標(biāo)志）、name_index（方法名索引）、descriptor_index（描述符索引）、attribute（屬性表集合）幾項(xiàng)。方法內(nèi)的具體代碼存放在屬性表集合attribute的名為“Code”的屬性里面。

方法表結(jié)構(gòu)表：

方法訪問標(biāo)志表：

繼續(xù)以Test.class文件分析，容量計(jì)數(shù)器methods_count的值為Ox0002，表示由兩個(gè)方法，疑惑？看文章開頭的代碼只有一個(gè)main方法啊，為什么會(huì)有兩個(gè)？其實(shí)字節(jié)碼中包含了平時(shí)省略了的無參構(gòu)造方法<init>。

緊跟著的是2個(gè)方法描述集合，這里以第一個(gè)無參構(gòu)造來解釋，首先是訪問標(biāo)志access_flags，值是Ox0001，查表可知是ACC_PUBLIC類型的，然后是方法名索引name_index，值是Ox0007，指向的是常量池CONSTANT_Utf8_info字符串，即#7，我們查看反編譯的代碼可以看到#7確實(shí)是<init>。

然后是描述符索引descriptor_index，值是Ox0008指向的是常量項(xiàng)#8，反編譯后看到是()V，構(gòu)造方法無返回值，所以用的void的標(biāo)識(shí)字符V，但是在書寫代碼時(shí)不能顯式加void，因?yàn)槠潋?yàn)證是在編譯期。緊接著的是屬性表集合的屬性計(jì)數(shù)量attributes_count，這里是Ox0001，說明只有一個(gè)屬性，即前面說的“Code”屬性。

接下來的就是分別表示每一個(gè)屬性的具體指向，這里只有一個(gè)當(dāng)然就只需看一個(gè)u2數(shù)據(jù)，這里是Ox0009，指向的是常量項(xiàng)#9，反編譯結(jié)果#9確實(shí)是Code。

如果方法在子類中沒有被重寫，方法表集合中就不會(huì)出現(xiàn)來自父類的信息。

從方法表集合可以看出，Class文件對(duì)一個(gè)方法的特征識(shí)別（《Java虛擬機(jī)規(guī)范》稱之為特征簽名）有很多，比如方法描述符、訪問控制標(biāo)志、返回值、屬性表等。

這里我想起來了之前騰訊一個(gè)面試官問我的問題“重載的驗(yàn)證是在哪個(gè)階段？”，當(dāng)時(shí)我沒回答好這個(gè)問題，看了《深入理解Java虛擬機(jī)》這一節(jié)的內(nèi)容才知道，對(duì)于Java方法的重載是在編譯器驗(yàn)證的，在Java語義里規(guī)定：只要方法名、參數(shù)內(nèi)容及順序相同則視為非法重載，而對(duì)返回值、修飾符等沒有嚴(yán)格要求。而在Class文件里對(duì)一個(gè)方法的特征簽名比編譯期的多，也就是說如果兩個(gè)方法有相同的名稱和特征簽名，但返回值不同，那么也是可以合法存在于同一個(gè)Class文件的。

9.屬性表集合

屬性表（attribute_info）存在于Class文件、字段表、方法表等，它用于描述某些場(chǎng)合專有的信息。在class文件中對(duì)屬性表的限定并不是很嚴(yán)格，只要不要與已有屬性名重復(fù)，任何不人實(shí)現(xiàn)的編譯器都可以向?qū)傩员碇袑懭胱约憾x的屬性信息，虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)忽略掉它不認(rèn)識(shí)的屬性。這一部分內(nèi)容較多并且不固定，建議讀者閱讀最新的《Java虛擬機(jī)規(guī)范》或《深入理解Java虛擬機(jī)——周志明 著》。

本文是筆者閱讀《深入理解Java虛擬機(jī)》一書時(shí)的簡(jiǎn)單總結(jié)和實(shí)踐。參考文獻(xiàn)：《Java虛擬機(jī)規(guī)范（第二版）》、《深入理解Java虛擬機(jī)》

END

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的详解Class类文件的结构（下）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。