Java class文件结构

Java 文件

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package com.footmanff.jdktest.base;

public class TestClass {
    private int m;
    public int inc() {
        return m + 1;
    }
}

javap

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Classfile /private/tmp/TestClass.class
  Last modified Feb 11, 2018; size 407 bytes
  MD5 checksum 23d9ff52b20b01a74936eea0c866e6d7
  Compiled from "TestClass.java"
public class com.footmanff.jdktest.base.TestClass
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #4.#18         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #3.#19         // com/footmanff/jdktest/base/TestClass.m:I
   #3 = Class              #20            // com/footmanff/jdktest/base/TestClass
   #4 = Class              #21            // java/lang/Object
   #5 = Utf8               m
   #6 = Utf8               I
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               LocalVariableTable
  #12 = Utf8               this
  #13 = Utf8               Lcom/footmanff/jdktest/base/TestClass;
  #14 = Utf8               inc
  #15 = Utf8               ()I
  #16 = Utf8               SourceFile
  #17 = Utf8               TestClass.java
  #18 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
  #19 = NameAndType        #5:#6          // m:I
  #20 = Utf8               com/footmanff/jdktest/base/TestClass
  #21 = Utf8               java/lang/Object
{
  public com.footmanff.jdktest.base.TestClass();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 6: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/footmanff/jdktest/base/TestClass;

  public int inc();
    descriptor: ()I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: getfield      #2                  // Field m:I
         4: iconst_1
         5: iadd
         6: ireturn
      LineNumberTable:
        line 11: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       7     0  this   Lcom/footmanff/jdktest/base/TestClass;
}
SourceFile: "TestClass.java"

class 文件 16 进制输出

（jdk 1.8.0_131）：

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    0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  A  B  C  D  E  F
1.  ca fe ba be 00 00 00 34 00 16 0a 00 04 00 12 09 
2.  00 03 00 13 07 00 14 07 00 15 01 00 01 6d 01 00 
3.  01 49 01 00 06 3c 69 6e 69 74 3e 01 00 03 28 29 
4.  56 01 00 04 43 6f 64 65 01 00 0f 4c 69 6e 65 4e 
5.  75 6d 62 65 72 54 61 62 6c 65 01 00 12 4c 6f 63 
6.  61 6c 56 61 72 69 61 62 6c 65 54 61 62 6c 65 01 
7.  00 04 74 68 69 73 01 00 26 4c 63 6f 6d 2f 66 6f 
8.  6f 74 6d 61 6e 66 66 2f 6a 64 6b 74 65 73 74 2f 
9.  62 61 73 65 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 3b 01 
10. 00 03 69 6e 63 01 00 03 28 29 49 01 00 0a 53 6f 
11. 75 72 63 65 46 69 6c 65 01 00 0e 54 65 73 74 43 
12. 6c 61 73 73 2e 6a 61 76 61 0c 00 07 00 08 0c 00 
13. 05 00 06 01 00 24 63 6f 6d 2f 66 6f 6f 74 6d 61 
14. 6e 66 66 2f 6a 64 6b 74 65 73 74 2f 62 61 73 65 
15. 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 01 00 10 6a 61 76 
16. 61 2f 6c 61 6e 67 2f 4f 62 6a 65 63 74 00 21 00 
17. 03 00 04 00 00 00 01 00 02 00 05 00 06 00 00 00 
18. 02 00 01 00 07 00 08 00 01 00 09 00 00 00 2f 00 
19. 01 00 01 00 00 00 05 2a b7 00 01 b1 00 00 00 02 
20. 00 0a 00 00 00 06 00 01 00 00 00 06 00 0b 00 00 
21. 00 0c 00 01 00 00 00 05 00 0c 00 0d 00 00 00 01 
22. 00 0e 00 0f 00 01 00 09 00 00 00 31 00 02 00 01 
23. 00 00 00 07 2a b4 00 02 04 60 ac 00 00 00 02 00 
24. 0a 00 00 00 06 00 01 00 00 00 0b 00 0b 00 00 00 
25. 0c 00 01 00 00 00 07 00 0c 00 0d 00 00 00 01 00 
26. 10 00 00 00 02 00 11

比如第 1 行第 1 列的值为 ca，就标记为 <1, 0="">。

以上一个字符表示一个 16 进制数，两个 16 进制数其实代表的其实就是一个字节。每个空格分割的都是两个字节（1 字节 8 位）。然后逐个字节去分析 class 文件格式。

u1 代表 1 个字节，依次类推，u4 代表 4 字节

class 文件格式

魔数

第 1 行，cafe babe

次版本号

第 1 行，0000，10 进制为 0

主版本号

第 1 行，0034，10 进制为 52。结合次版本号，最终 class 版本号是 52.0

常量池常量数量

第 1 行，0016，10 进制为 22。

常量池表（constant_pool_count & constant_pool）

2018-02-11 at 3.09 PM

常量池表的索引从 1 开始，比如 constant_pool_count 为 22，索引表的下标范围是 1 - 21。0 是预留出来的（TODO）

从第 1 行 0a00 开始，0a 代表，依次：

索引 类型 tag
1 constant_methodref_info 0A 00 04：
00 12：
2 constant_fieldref_info 09 00 03：
00 13：
3 constant_class_info 07 00 14：
4 constant_class_info 07 00 15：
5 constant_utf8_info 01 00 01：字节长度 length
6D：length 个字节，这里是 1 字节，utf8字符为「m」		 m
6 constant_utf8_info 01 00 01：
49：length 个字节，这里是 1 字节，utf8字符为「I」		 I
7 constant_utf8_info 01 00 06：
3c：<
69：i
6e：n
69：i
74：t
3e：>
8 constant_utf8_info 01 00 03：
28：(
29：)
56：V		 ()V
9 constant_utf8_info 01 0004
43
6f
64
65		 Code
10 constant_utf8_info 01 00 0f
4c
69
6e
65
4e
75
6d
62
65
72
54
61
62
6c
65		 LineNumberTable
11 constant_utf8_infoconstant_utf8_info 01 00 12：18 个字节
4c
6f
63
61
6c
56
61
72
69
61
62
6c
65
54
61
62
6c
65		 LocalVariableTable
12 constant_utf8_info 01 00 04

74 68 69 73
13 constant_utf8_info 01 00 26：38
4c 63 6f 6d 2f 66 6f
6f 74 6d 61 6e 66 66 2f 6a 64 6b 74 65 73 74 2f
62 61 73 65 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 3b		 Lcom/footmanff/jdktest/base/TestClass;
14 constant_utf8_info 01<9， f=""> 00 03
69 6e 63		 inc
15 constant_utf8_info 01 00 03
28 29 49		 ()I
16 constant_utf8_info 01 00 0a：10
53 6f
75 72 63 65 46 69 6c 65		 SourceFile
17 constant_utf8_info 01 00 0e：14
54 65 73 74 43
6c 61 73 73 2e 6a 61 76 61		 TestClass.java
18 constant_nameAndType_info 0c 00 07
00 08
19 constant_nameAndType_info 0c 00 05
00 06
20 constant_utf8_info 01 00 24：36

63 6f 6d 2f 66 6f 6f 74 6d 61
6e 66 66 2f 6a 64 6b 74 65 73 74 2f 62 61 73 65
2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73		 com/footmanff/jdktest/base/TestClass
21 constant_utf8_info 01 00 10：16
6a 61 76
61 2f 6c 61 6e 67 2f 4f 62 6a 65 63 74		 java/lang/Object

access_flags

00 21

this_class

00 03

super_class

00 04

interfaces_count

00 00<17, 4="">

interfaces

因为 interfaces_count 为 0，所以这里一个都没有

fields_count

00 01

fields

access_flag name_index descriptor_index attribute_count attributes
00 02
private		 00 05
常量池索引 5：m		 00 06
常量池索引 6：I
I （基本类型 int 用大写的 i 代表）		 00 00
属性数量为0		 无

method_count

00 02

methods

access_flag name_index descriptor_index attribute_count attributes
00 01 00 07
常量池索引 7：		 00 08
常量池索引 8：()V		 00 01
1 个属性		 00 09：常量池索引 9 -> Code
00 00 00 2f：47 字节的方法代码

、 TODO

code ( init )

code 内存的是方法的字节码，从 <18, 9=""> 到 <21, 7="">，连 attribute_name_index 和 attribute_length 一共 47 字节，所以字节码部分一共 41 字节，如下：

1
2
3
4
5
    0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  A  B  C  D  E  F
18.                            00 09 00 00 00 2f 00 
19. 01 00 01 00 00 00 05 2a b7 00 01 b1 00 00 00 02 
20. 00 0a 00 00 00 06 00 01 00 00 00 06 00 0b 00 00 
21. 00 0c 00 01 00 00 00 05

属性表结构：

Code 属性：

max_stack

是操作数栈的最大深度 00 01

max_locals

局部变量表需要空间，单位 slot，00 01

code_length

字节码的字节长度 00 00 00 05

code

字节码的二进制流，每个指令是一个字节，2a b7 00 01 b1

exception_table_length

异常表长度

exception_table

异常表

attributes_count
attributes