JVM 字节码的结构

编译的.class文件，可以用javap进行反编译

javap Test.class

javap -c Test.class

javap -verbose Test.class

1、创建MyTest1.java

public class MyTest1 {

    private int a = 1;

    public MyTest1() {

    }

    public int getA() {

        return this.a;

    }

    public void setA(int a) {

        this.a = a;

    }

}

使用D:\workspace\study\ jvm_demo\build\classes\java\main\com\example\jvm\bytecode>javap -verbose MyTest1.class

Classfile /D:/workspace/study/ jvm_demo/build/classes/java/main/com/example/jvm/bytecode/MyTest1.class

  Last modified 2019-6-23; size 495 bytes

  MD5 checksum 54c0850cfabb7f115919c93e556e3630

  Compiled from "MyTest1.java"

public class com.example.jvm.bytecode.MyTest1

  SourceFile: "MyTest1.java"

  minor version: 0

  major version: 51

  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER

Constant pool:

   #1 = Methodref          #4.#20         //  java/lang/Object."<init>":()V

   #2 = Fieldref           #3.#21         //  com/example/jvm/bytecode/MyTest1.a:I

   #3 = Class              #22            //  com/example/jvm/bytecode/MyTest1

   #4 = Class              #23            //  java/lang/Object

   #5 = Utf8               a

   #6 = Utf8               I

   #7 = Utf8               <init>

   #8 = Utf8               ()V

   #9 = Utf8               Code

  #10 = Utf8               LineNumberTable

  #11 = Utf8               LocalVariableTable

  #12 = Utf8               this

  #13 = Utf8               Lcom/example/jvm/bytecode/MyTest1;

  #14 = Utf8               getA

  #15 = Utf8               ()I

  #16 = Utf8               setA

  #17 = Utf8               (I)V

  #18 = Utf8               SourceFile

  #19 = Utf8               MyTest1.java

  #20 = NameAndType        #7:#8          //  "<init>":()V

  #21 = NameAndType        #5:#6          //  a:I

  #22 = Utf8               com/example/jvm/bytecode/MyTest1

  #23 = Utf8               java/lang/Object

{

  public com.example.jvm.bytecode.MyTest1();

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

      stack=2, locals=1, args_size=1

         0: aload_0

         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V

         4: aload_0

         5: iconst_1

         6: putfield      #2                  // Field a:I

         9: return

      LineNumberTable:

        line 6: 0

        line 8: 4

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

               0      10     0  this   Lcom/example/jvm/bytecode/MyTest1;

  public int getA();

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

      stack=1, locals=1, args_size=1

         0: aload_0

         1: getfield      #2                  // Field a:I

         4: ireturn

      LineNumberTable:

        line 12: 0

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

               0       5     0  this   Lcom/example/jvm/bytecode/MyTest1;

  public void setA(int);

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

      stack=2, locals=2, args_size=2

         0: aload_0

         1: iload_1

         2: putfield      #2                  // Field a:I

         5: return

      LineNumberTable:

        line 16: 0

        line 17: 5

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

               0       6     0  this   Lcom/example/jvm/bytecode/MyTest1;

               0       6     1     a   I

}

2、使用WinHex打开MyTest1.class文件

1、使用javap -verbose命令分析一个字节码文件时，将会分析该字节码文件的魔数、版本号、常量池、类的构造方法、类中的方法信息、类变量与成员变量等信息。
2、魔数：所有的.class字节码文件的前4个字节都是魔数，魔数值为固定值： 0xCAFEBABE.
3、魔数之后的四个字节为版本信息，前两个字节表示minor version（次版本号），后两个字节表示major version（主版本号）。这里的版本号为 00 00 00 33，换算成十进制，表示次版本为0，主版本为51. （51代表JDK7）. 所有该文件的版本号为： 1.7.0
4、常量池（constant pool）：紧接着主版本号之后的就是常量池入口。一个Java类中定义的很多信息都是由常量池来维护和描述的，可以将常量池看作是Class文件的资源仓库，比如说Java类中定义的方法与变量信息，都是存储在常量池中。常量池主要存储两类常量：字面量与符号引用。字面量如文本字符串，Java中声明为final的常量值等，而符号引用如类和接口的全局限定名，字段的名称和描述符，方法的名称和描述符等。
5、常量池的总体结构： Java类所对应常量池主要由常量池数量与常量池数组（常量表）这两部分共同构成。常量池数量紧跟在主版本号后面，占据2个字节；常量池数组则紧跟在常量池数量之后。常量池数组与一般的数组不同的是，常量池数组中不同的元素的类型、结构都是不同的，长度当然也是不同；但是，每一种元素的第一个数据都是一个u1类型，该字节是标志位，占据1个字节。JVM在解析常量池时，会根据这个u1类型来获取元素的具体类型。值得注意的是，常量池数组中元素的个数 = 常量池数 - 1 （其中0暂时不使用），目的是满足某些常量池索引值的数据在特定情况下需要表单[不引用任何一个常量池]的含义；根本原因在于，索引为0也是一个常量（保留常量），只不过它不位于常量表中，这个常量就对应null值；所以常量池的索引从1而非0开始。
6、在JVM规范中，每个变量/字段都有描述信息，描述信息主要的作用是描述字段的数据类型、方法的参数列表（包括数量、类型与顺序）与返回值。根据描述规则，基本数据类型和代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示，对象类型则使用字符L加对象的全限定名称来表示。为了压缩字节码文件的体积，对于基本数据类型，JVM都只使用一个大写字母来表示，如下所示B - byte, C - char， D - double, F - float, I - int, J - long, S - short, Z -boolean, V -void, L -对象类型，如Ljava/lang/String;
7、对于数组来说，每一个维度使用一个前置的[来表示，如int[]被记录为[I, String[][]被记录为[[Ljava/lang/String
8、用描述符描述方法时，按照先参数列表，后返回值的顺序来描述。参数列表按照参数的严格顺序放在一组()之内，如方法String getRealnamebyIdAndNickname(int id, String name)的描述符为：(I,Ljava/lang/String;) Ljava/lang/String;

3、Class文件结构中常量池中11种数据类型的结构总表