目录
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- Java程序编译
- class文件内容
- 常量池
- 附录-访问标识表
- 附录-常量池类型列表
Java程序编译
Java文件通过编译成class文件后，通过JVM虚拟机解释字节码文件转为操作系统执行的二进制码运行。
规范
Java虚拟机有自己的一套规范，遵循这套规范，任何形式的语言都可以在JVM上运行，前提是编译成class文件，此规范相见oracle官网文档。
实现
JVM虚拟机落地实现有很多，常见的有:
- Hotspot，使用最热门的JVM
- OpenJ9，IBM开发
- MicroSoft JVM 微软开发
- TaobaoVM 淘宝开发
- azul zing VM 垃圾回收行业标杆，最快
class文件内容
从上图内容可看出class文件包以下几个方面内容：
- 魔数（
magic number）占4个字节，固定的值0xcafebabe，主要来校验class文件。 - version 版本号，分为小版本号
minor version和大版本号major version，各占两个字节。 - 常量池信息（
constant_pool），具体的各种常量信息，字符串，类名，方法名，字段名等。 - 访问标识（
access_flag）,2个字节描述类与接口的修饰符，有几个常见的常量值见附录-访问标识 - 当前类（
this_class） - 当前类的父类（
super_class） - 具体的接口信息（
interfaces） - 具体的属性信息（
fileds） - 具体的方法信息（
methods） - 其它附加属性信息（
attributes）
更具体的内容如下：
| 项目 | Value |
|---|---|
| Magic Number | 魔数（CAFE BABE） |
| Minor Number | 次版本号 |
| Major Number | 主版本号 |
| constant_pool_count | 常量池数量 |
| constant_pool | 常量池具体实现，是一种表 |
| access_flag | 访问标识 |
| this_class | 当前类名 |
| super_class | 父类名称 |
| interfaces_count | 接口数量 |
| interfaces | 具体实现的接口信息 |
| fileds_count | 属性数量 |
| fileds | 具体属性信息 |
| methods_count | 方法数量 |
| methods | 具体方法的信息 |
| attributes_count | 其它附加属性的数量 |
| attributes | 其它附加属性具体信息 |
现在来看具体示例来看上面的代表是什么意思，准备一个简单的类:
java
public class ByteCode01 {
public ByteCode01() {
}
}编译之后的字节码文件：
class文件中就是一个二进制字节流，非0即1，数据类型有五种，u1,u2,u4,u8和_info表类型。
上述这种文件需要借助工具来分析具体内容，在idea安装jclasslib插件看Java文件编译成class文件信息，选中编译后的class文件，如下图所示:
访问标识是固定的值，通过位运算得出的0x0021既代表public又代表super（0x0021是0x0001与0x0020位与运算），详见附录-访问标识表
更直观的表现：
常量池
本类索引即当前类名(this_class)，cp_info是constant_pool的表类型，#2是第二张表，cp_info #2代表常量池第二张表，存的是对cp_info #14的引用，cp_info #14存的是具体的字符串值，就是当前类的类名。
class文件中都有属于自己的常量池，常量池包含类型列表，来存储类、方法、字段、接口等信息，以及各种字面量，通过解析常量池可以访问这些字符串信息。比如上图出现的CONSTANT_Utf8_info、CONSTANT_Class_info等详见文末常量池类型列表。
着重看下CONSTANT_Utf8_info，它用来存储 UTF-8 编码的字符串，相当于一张常量池表，看一下它的具体结构：
| 字段名 | 字节数 | 描述 |
|---|---|---|
| tag | 1 | CONSTANT_Utf8_info的常量类型是1（其余的见文末常量池类型列表） |
| length | 2 | u2（2 字节无符号数） 类型字段，表示 bytes 部分字节长度，以字节为单位的 |
| bytes | length | 实际字符串数据，采用 UTF-8 编码显示 |
比如
java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, World!");
}
}字符串 Hello, World!，会以 CONSTANT_Utf8_info 类型存储在常量池中，对应的二进制内容或许是：
mathematica
tag = 0x01 (标识 CONSTANT_Utf8_info)
length = 0x000D (字符串的字节长度为 13)
bytes = 48 65 6C 6C 6F 2C 20 57 6F 72 6C 64 21 ("Hello, World!" 的 UTF-8 编码)常量池通常分为下面几种常量值类型：
| 类型 | 标志(tag) | 描述 |
|---|---|---|
| CONSTANT_Utf8_info | 1 | UTF-8编码的字符串 |
| CONSTANT_Integer_info | 3 | 整型字面量 |
| CONSTANT_Float_info | 4 | 浮点型字面 |
| CONSTANT_Long_info | 5 | 长整型字面量 |
| CONSTANT_Double_info | 6 | 双精度浮点型字面量 |
| CONSTANT_Class_info | 7 | 类或接口的符号引用 |
| CONSTANT_String_info | 8 | 字符串类型字面量 |
| CONSTANT_Fieldref_info | 9 | 字段的符号引用 |
| CONSTANT_Methodref_info | 10 | 类中方法的符号引用 |
| CONSTANT_InterfaceMethodref_info | 11 | 接口中方法的符号引用 |
| CONSTANT_NameAndType_info | 12 | 字段或方法的部分符号引用 |
| CONSTANT_MethodHandle_info | 15 | 表示方法句柄 |
| CONSTANT_MethodType_info | 16 | 表示方法类型 |
| CONSTANT_InvokeDynamic_info | 18 | 表示一个动态方法调用点 |
附录-访问标识表
| 项目 | Value |
|---|---|
| ACC_PUBLIC 0x0001 | 是否是public类型 |
| ACC_FINAL 0x0010 | 是否是NULL |
| ACC_SUPER 0x0020 | 该标志必须为真 |
| ACC_INTERFACE 0x0200 | 是否为接口 |
| ACC_ABSTRACT 0X0400 | 是否是接口或者抽象类 |
| ACC_SYNTHETIC 0x1000 | 编译器自动生成，非用户代码产生 |
| ACC_ANNOTATION 0x2000 | 是否为注解 |
| ACC_ENUM 0x4000 | 是否为枚举 |
附录-常量池类型列表
| 常量类型 | tag值 | 描述 |
|---|---|---|
| CONSTANT_Utf8_info | 1 | 用于存储 UTF-8 编码的字符串 |
| CONSTANT_Integer_info | 3 | 用于存储 4 字节的整型字面量（int） |
| CONSTANT_Float_info | 4 | 用于存储 4 字节的浮点型字面量（float） |
| CONSTANT_Long_info | 5 | 用于存储 8 字节的长整型字面量（long） |
| CONSTANT_Double_info | 6 | 用于存储 8 字节的双精度浮点型字面量（double） |
| CONSTANT_Class_info | 7 | 用于存储类或接口的符号引用，引用 CONSTANT_Utf8_info 中的类名 |
| CONSTANT_String_info | 8 | 用于存储字符串字面量，引用 CONSTANT_Utf8_info 中的字符串内容 |
| CONSTANT_Fieldref_info | 9 | 用于存储字段的符号引用，引用类和字段的描述信息 |
| CONSTANT_Methodref_info | 10 | 用于存储类中方法的符号引用，引用类和方法的描述信息 |
| CONSTANT_InterfaceMethodref_info | 11 | 用于存储接口中方法的符号引用，引用接口和方法的描述信息 |
| CONSTANT_NameAndType_info | 12 | 用于描述字段或方法的名称和类型，引用名称（Utf8）和描述符（Utf8） |
| CONSTANT_MethodHandle_info | 15 | 用于存储对方法句柄的引用（invokedynamic 指令用） |
| CONSTANT_MethodType_info | 16 | 用于存储方法类型的符号引用，指向方法描述符（Utf8） |
| CONSTANT_Dynamic_info | 17 | 用于存储动态调用点的信息（JDK 11 引入，支持动态常量） |
| CONSTANT_InvokeDynamic_info | 18 | 用于存储动态方法调用点的信息，引用引导方法和动态调用名称 |
| CONSTANT_Module_info | 19 | 用于存储模块的符号引用（JDK 9 引入） |
| CONSTANT_Package_info | 20 | 用于存储包的符号引用（JDK 9 引入） |