Java Class文件解析

一、描述

　　Class文件是一组以8位（1字节）为基础单位的二进制流。

　　当数据项大于8位时，按照【高位在前】分割成若干个8位进行存储。

　　按照Java虚拟机规范的规定，Class文件结构只有两种数据类型：无符号数和表

二、无符号数

　　无符号数属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1字节，2字节，4字节，8字节的无符号数。

　　无符号数可用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值。

三、表

类型	名字	名称	数量	描述
u4	magic	魔数	1	Class文件1-4字节，是否能被JVM接受，更加安全
u2	minor_version	次版本号	1	Class文件5-6字节
u2	major_version	主版本号	1	Class文件7-8字节（52对应JDK1.8)
u2	constant_pool_count	常量池大小	1	从1开始，第0项常量为空：不引用任何一个常量池项目
cp_info	constant_pool	常量池	constant_pool_count - 1	字面量：字符串、常量值等 符号引用：类和接口的全限定名；字段名称和描述符；方法名称和描述符
u2	access_flag	类访问标志	1	ACC_PUBLIC
u2	this_class	类索引	1	确定类的全限定名
u2	super_class	父类索引	1	确定类的父类的全限定名（除Object，所有类的父类索引不为0）
u2	interfaces_count	接口数量	1	确定接口数量
u2	interfaces	接口索引集合	interfaces_count	确定类实现了那些接口；如果数量为0，则不占用任何字节
u2	fields_count	字段数量	1	确定字段数量
field_info	fields	字段集合	fields_count	描述接口或类中声明的表量；类变量、实例表量
u2	methods_count	方法数量	1	确定方法数量
method_info	methods	方法集合	methods_count	描述接口或者类中方法
u2	attributes_count	属性数量	1	确定属性数量
attribute_info	attributes	属性集合	attributes_count	描述属性

3.1 常量池项目

常量	项目	类型	描述
CONSTANT_Utf8_info	tag	u1	1
	length	u2	字符串字节数（UTF-8编码）
	bytes	u1	字符串（UTF-8编码）
CONSTANT_Integer_info	tag	u1	3
	bytes	u4	int（高位在前）
CONSTANT_Float_info	tag	u1	4
	bytes	u4	float（高位在前）
CONSTANT_Long_info	tag	u1	5
	bytes	u8	long（高位在前）
CONSTANT_Double_info	tag	u1	6
	bytes	u8	double（高位在前）
CONSTANT_Class_info	tag	u1	7
	index	u2	指向全限定名常量项的索引（CONSTANT_Utf8_info）
CONSTANT_String_info	tag	u1	8
	index	u2	指向字符串字面量的索引（CONSTANT_Utf8_info）
CONSTANT_Fieldref_info	tag	u1	9
	index	u2	指向声明字段的类或接口描述符的索引（CONSTANT_Class_info）
	index	u2	指向字段描述符的索引（CONSTATN_NameAndType_info）
CONSTANT_Methodref_info	tag	u1	10
	index	u2	指向声明方法的类描述符的索引（CONSTANT_Class_info）
	index	u2	指向方法的名称及类型描述符的索引（CONSTANT_NameAndType_info）
CONSTANT_InterfaceMethodref_info	tag	u1	11
	index	u2	指向声明方法的接口描述符的索引（CONSTANT_Class_info）
	index	u2	指向方法的名称及类型描述符的索引（CONSTANT_NameAndType_info）
CONSTANT_NameAndType_info	tag	u1	12
	index	u2	指向字段或方法名称常量项的索引（CONSTANT_Utf8_info）
	index	u2	指向字段或方法描述符常量项的索引（CONSTANT_Utf8_info）
CONTANT_MethodHandle_info	tag	u1	15
	reference_kind	u1	1-9;决定方法句柄类型；标识方法句柄的字节码行为
	reference_index	u2	对常量池的有效索引
CONSTANT_MethodType_info	tag	u1	16
	descriptor_index	u2	对常量池的有效索引，方法的描述符（CONSTANT_Utf8_info）
CONSTANT_InvokeDynamic_info	tag	u1	18
	bootstrap_method _attr_index	u2	对当前Class文件中引导方法的bootstrap_methods[]数组的索引
	name_and_type_ index	u2	对当前常量池的有效索引，方法名称和方法描述符 （CONSTANT_NameAndType_info）

 

3.2 描述符标识字段含义

标识字符	含义
B	基本数据类型（byte）
C	基本数据类型（char）
D	基本数据类型（double）
F	基本数据类型（float）
I	基本数据类型（int）
J	基本数据类型（long）
S	基本数据类型（short）
Z	基本数据类型（boolean）
V	特殊类型（void）
L	对象类型（Ljava/lang/Object）（[[Ljava/lang/Object）

 

3.3类访问标志

标志名称	标志值	含义
ACC_PUBLIC	0x0001	是否是public类型
ACC_FINAL	0x0010	是否是final类型（类）
ACC_SUPER	0x0020	是否允许使用invokespecial字节码指令的新语意 (JDK 1.0.2之后编译出来的类为真)
ACC_INTERFACE	0x0200	标识接口
ACC_ABSTRACT	0x0400	是否是abstract类型（接口和抽象类为真）
ACC_SYNTHETIC	0x1000	标识类不由用户生成
ACC_ANNOTATION	0x2000	标识注解
ACC_ENUM	0x4000	标识枚举

3.4.1 字段表集合

类型	名称	数量	备注
u2	access_flags	1	字段访问标志
u2	name_index	1	字段简单名称（CONSTANT_Utf8_info）
u2	descriptor_index	1	字段的描述符（CONSTANT_Utf8_info）
u2	attributes_count	1	属性数量
attribute_info	attributes	attributes_count	字段访问标志的集合

3.4.2 字段访问标志

标志名称	标志值	含义
ACC_PUBLIC	0x0001	字段是否public
ACC_PRIVATE	0x0002	字段是否private
ACC_PROTECTED	0x0004	字段是否protected
ACC_STATIC	0x0008	字段是否static
ACC_FINAL	0x0010	字段是否final
ACC_VOLATILE	0x0040	字段是否volatile
ACC_TRANSIENT	0x0080	字段是否transient
ACC_SYNTHEIC	0x1000	字段是否由编译器自动产生
ACC_ENUM	0x4000	字段是否enum

3.5.1 方法表集合

类型	名称	数量	备注
u2	access_flags	1	方法访问标志（ACC_PUBLIC）
u2	name_index	1	方法简单名称（CONSTANT_Utf8_info）
u2	desciptor_index	1	方法的描述符（CONSTANT_Utf8_info）
u2	attributes_count	1	属性数量
attribute_info	attributes	attributes_count	属性集合

3.5.2 方法访问标志

标志名称	标志值	含义
ACC_PUBLIC	0x0001	方法是否public
ACC_PRIVATE	0x0002	方法是否private
ACC_PROTECTED	0x0004	方法是否protected
ACC_STATIC	0x0008	方法是否static
ACC_FINAL	0x0010	方法是否final
ACC_SYNCHRONIZED	0x0020	方法是否synchronized
ACC_BRIDGE	0x0040	方法是否由编译器产生的桥接方法
ACC_VARARGE	0x0080	方法是否接受不定参数
ACC_NATIVE	0x0100	方法是否native
ACC_ABSTRACT	0x0400	方法是否abstract
ACC_STRICTFP	0x0800	方法是否strictfp
ACC_SYNTHETIC	0x1000	方法是否由编译器自动产生

3.6 属性表

3.6.1 Code属性

类型	名称	数量	备注
u2	attribute_name_index	1	属性名称索引（CONSTANT_Utf8_info）
u4	attribute_length	1	属性长度
u2	max_stack	1
u2	max_locals	1
u4	code_length	1
u1	code	code_length
u2	exception_table_length	1
exception_info	exception_table	exception_table_length
u2	attributes_count	1
attribute_info	attributes	attributes_count

 

3.6.2 Exception

类型	名称	数量	备注
u2	attribute_name_index	1
u4	attribute_length	1
u2	number_of_exceptions	1	异常数量
u2	exception_index_table	number_of_exception	异常（CONSTANT_Class_info)

 

 

Java Class文件格式、常量池项目的类型、表的结构