类文件结构

语言无关性:jvm和字节码格式

jvm不和java在内的任何语言绑定,他只和“class”这种特定的二进制格式文件绑定,class文件中包含了jvm指令集和符号表以及若干的其他辅助信息。


java语言中各种变量、关键字、运算符的语最终都是由多条字节码命令组合而成的,因此字节码命令所提供的语义描述能力肯定会比java语言本身强大。因此,有些java本身没有的特性,不代表被编译后跑在jvm上的字节码也不支持。


class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流,各个数据按照严格的顺序紧凑的排列在class文件中,中间没有任何分隔符,当遇到占用8个字节以上的数据项时,会按照高位偏址的规则分割成若干个8位字节进行存储。

class文件采用一种类C语言的结构体来存储结构(伪C结构),这种结构中只有两种数据: 无符号数和表

无符号数: 属于基本类型,用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成的字符串值。

表: 由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,所有表都习惯性的以“_info”结尾,用来描述层次关系的复合数据结构的数据,整个class文件本质就是一张表。


表中含有: 数据类型、数据名称、数量、长度、存储字节按照高位偏址的规则,字节码的先后顺序都不允许改变。

文件的头四个字节称为魔数,确定这个文件是否为一个可以被虚拟机接受的class文件。


通过对class文件执行javap -verbose class文件名 获得代码清单

紧跟主版本号后的常量池:class文件中的资源库

常量池中,每个常量都是一个表

java中变量或者方法名定义超过了64KB,将无法编译,因为jvm对其设定的类型是u2类型,这种类型最大值是65535.

常量池之后访问标志:用于识别一些类或者接口的访问信息

类索引、父类索引 接口索引集合(u2类型数据)

class文件中由这三项确定类的继承关系

字段表集合:描述类或者接口中的声明变量

全限定名: 其中把类的全限定名中的“.” 变为了“/”
简单名: test()方法简单名为 test 变量s 简单名 s
描述符: int : i String S : void V
对于字节码来数 : 如果两个字段的描述符不一致,那么重名是合法的。(java则不允许)

方法表集合

属性表集合

虚拟机为局部变量分配的最小单位是 Slot
32位的数据类型占用1Slot 64位的2Slot


字节码指令: 字节码数据类型指令、加载存储指令、运算指令、类型转换指令、对象创建访问指令、操作数栈管理指令、方法调用返回指令、控制转移指令、异常处理指令、同步指令:使用管程支持(Monitor)、

aload: 代表reference 加载数据到操作栈中 页码:p197
wide: 扩充局部变量表的访问索引指令


虚拟机实现方式:

    1. java虚拟机代码在执行或者加载时翻译成另外一种虚拟机指令
    1. java虚拟机在加载时翻译成宿主机CPU指令集(JIT代码生成技术)
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