深入理解Java虚拟机----第六章:类文件结构

目录

第一章:走进Java
第二章:Java内存区域与内存溢出异常
第三章:垃圾收集器与内存分配策略
第四章:虚拟机性能监控与故障处理
第五章:调优案例分析与实战
第六章:类文件结构
第七章:虚拟机类加载机制
第八章:虚拟机字节码执行引
第九章:类加载及其执行子系统的案例与实战
第十章:早期(编译器)优化
第十一章:晚期(运行期)优化
第十二章:Java内存模型与线程
第十三章:线程安全与锁优化

第六章:类文件结构

6.1概述

计算机只能识别0和1

虚拟机以及建立在虚拟机上语言的出现,使编写的程序编译成二进制本地机码(native code)非唯一选择,越来越多编程语言选择了与操作系统和机器指令集无关、平台中立的格式作为程序编译后的存储格式

6.2无关性的基石

虚拟机可以载入和执行同一种平台无关的字节码

各种平台不同的虚拟机和各个平台统一使用的程序存储格式-字节码(Bytecode),是平台无关性的基石

虚拟机一种中立特性–语言无关性正越来越被重视,基础仍旧是虚拟机和字节码存储格式,虚拟机不和某种语言绑定,只和“Class文件”这种特定的二进制文件相关联,Class文件包含了Java虚拟机指令集和符号表以及其他辅助信息

基于安全性的考虑,Java虚拟机规范要求Class文件中使用许多强制性的语法和结构化约束

6.3class类文件结构

class文件是以8位字节为基础单位的二进制流,各个数据项按顺序紧密排序,中间没有添加任何分隔符,8位字节以上的数据按高位在前的方式分隔成若干个8位字节进行存储

class文件格式只有两种数据类型

无符号数

属于基本数据类型,以u1、u2、u4、u8代表1、2、4、8个字节的无符号数

用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成的字符串

多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型

描述有层次关系的复合结构的数据

6.3.1 魔数与class文件的版本

唯一目的是确定这个文件是否是能被虚拟机接受的class文件

使用魔数而不是扩展名是出于安全考虑,因为扩展名可以随意改动

class文件的魔数:0xCAFEBABF

次版本号

主版本号

6.3.2常量池

class文件中的资源仓库

常量池容器计数器是从1开始的,且只有常量池计数从1开始

0用来表达“不引用任何一个常量池项目”

存放两大类常量

字面量(Literal)

接近于java的常量,如文本字符串、声明为final的常量值

符号引用(Symbolic References)

  • 类和接口的全限定名
  • 字段的名称和描述
  • 方法的名称和描述

常量池的项目类型

常量项结构1

常量项结构2

6.3.3访问标志

识别类或者接口层次访问信息

6.3.4类索引、父类索引与接口索引集合

确定类的继承关系

6.3.5字段表合集

类级变量、实例级变量

字段表结构

描述符的作用是描述字段的数据类型、方法的参数列表(数量、类型以及顺畅)和返回值,基本数据类型和void都用一个大写字母表示,对象类型用L加上对象的全限定名称类表示

不会列出从超类或者继承而来的字段,有可能列出java代码中不存在的字段

6.3.6方法表合集

方法表结构

方法访问标志

6.3.7属性表集合

虚拟机规范预定义的属性

6.4字节码指令简介

Java虚拟机的指令由一个字节长度的、代表着某种特定操作含义的数字(操作么Opscode)以及零至多个代表操作所需参数(称为操作数)而构成

6.4.1 字节码与数据类型

6.4.2 加载和存储指令

将数据在栈帧中的局部变量表和操作数栈之间来回传输

6.4.3 运算指令

两个操作数栈上的值进行某种特定运算,并把结果重写写到操作栈顶

6.4.4 类型转换指令

将两种不同的数值类型进行转换,一般用于显式类型转换

6.4.5 对象创建与访问指令

6.4.6 操作数栈管理指令

6.4.7 控制转移指令

6.4.8 方法调用和返回指令

6.4.9 异常处理指令

6.4.10 同步指令

《深入理解Java虚拟机----第六章:类文件结构》

    原文作者:java虚拟机
    原文地址: https://blog.csdn.net/qq_36969257/article/details/81490238
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