Java的技术体系包括
- 支持Java程序运行的虚拟机（JVM）
- 提供接口支持的Java API
- Java 编程语言
- 第三方Java框架（如Spring等）
代码编译的结果从本地机器码转变为字节码，是存储格式发展的一小步，却是编程语言的一大步。
上一篇文章我们详细介绍了由java类编译而成的Class文件的结构，其中最后一项属性表集合（attribute_info）内容较多，且我们使用Java编写的代码逻辑，大部分都在此表示，因此单独拿出一篇文章详细介绍属性表的内容。在第七版的虚拟机规范中已经预定了21项属性表，且还可以自定义属性表，因此属性表很多，我们详细了解一下其中最为常用的几项
Code属性
一个类中的方法中的代码，经过编译之后，最终变为字节码指令存储在Code属性内。Code属性位于方法表（method_info）的属性集合之中，但并非所有的方法都有这个属性，比如接口或者抽象类的方法就没有。Code属相的结构如下图所示
| 类型 | 名称 | 数量 | 描述 |
|---|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 | 属性名称 |
| u4 | attribute_length | 1 | 属性总长度 |
| u2 | max_stack | 1 | 操作数栈最大深度 |
| u2 | max_locals | 1 | 局部变量表所需要的存储空间，编译器会根据局部变量的作用域等计算出该值的大小 |
| u4 | code_length | 1 | 字节码长度 |
| u1 | code | code_length | 用来存储字节码指令的一系列字节流 |
| u2 | exception_table_length | 1 | 异常表长度 |
| exception_info | exception_table | exception_table_length | 显示异常处理表 |
| u2 | attribute_count | 1 | |
| attribute_info | attributes | attributes_count |
其中code和code_length用来表示Java程序编译后生成的字节码指令。code_length代表字节码的长度，code用于存储字节码指令的一系列字节流。字节码指令，顾名思义，就是一个字节代表的指令，一个字节代表的值范围是0~255，也就是说总共可以表达256种指令，目前虚拟机规范定义了大约200条指令。code_length是一个u4类型的数据，理论上表达的意思是字节码指令的最大长度可以达到2的32次方-1，但虚拟机规范中明确规定一个方法不允许超过65535条字节码指令，也就是两个字节所能表示的最大值。
max_locals中的单位是Slot，Slot是虚拟机为局部变量分配内存所使用的最小单位，对于长度不超过32位的数据类型，每个局部变量表占用1个Slot，如byte, char, float, int, short, boolean, returnAdress等。对于double和long这两种64位数据类型需要两个Slot
Code属性是Class文件中最最重要的一个属性。因为一个Java类中表达的信息，我们可以将其分为两部分元数据（包括类、字段、方法定义和其他信息）和代码逻辑（方法中的代码），那么在整个Class文件中，Code 属性用来描述代码逻辑，其他的数据项均是来描述元数据的。换句话讲，我们所写代码的主体逻辑，告诉计算机该做什么事情，都是在Code属性中包含。
异常表的格式如下所示，具体含义为，如果当字节码在第start_pc行到end_pc行之间出现了catch_type类型或者其子类的异常，则转到第handler_pc行继续执行。
| 类型 | 名称 | 数量 | 类型 | 名称 | 数量 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| u2 | start_pc | 1 | u2 | handler_pc | 1 | |
| u2 | end_pc | 1 | u2 | catch_type | 1 |
Exceptions 属性
这里的Exception属性是在方法表中与Code属性平级的一项属性，表示方法描述时，在throws关键字后面列举的异常。结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 |
| u4 | attribute_length | 1 |
| u2 | number_of_exceptions | 1 |
| u2 | exception_index_table | number_of_exceptions |
LineNumberTable属性
LineNumberTable属性用于描述java代码行号与字节码行号（字节码的偏移量）之间的对应关系。它不是运行时必须的属性。如果没有这项属性，不会对程序的运行产生任何影响，但是当程序抛出异常时，堆栈中没有出错的行号，而且在调试程序时，也无法按照源码行来调试断点。默认会在Class文件中生成这一项，可以使用如下命令取消生成
javac -g:none或者-g:lines
它的结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 |
| u4 | attribute_length | 1 |
| u2 | line_number_table_length | 1 |
| line_number_info | line_number_table | line_number_table_length |
其中line_number_info表包含了start_pc和line_number两个u2类型的数据，前者是字节码行号，后者是源码行号。
LocalVariableTable属性
LocalVariableTable属性用于描述栈帧中局部变量表中的变量和java源码中的变量之间的关系。它也不是运行时必须的属性，但默认会生成到Class文件中。如果没有这项属性，当别人调用这个方法的时候，所有参数名称都会丢失，被arg0,arg1之类的占位符代替，会对代码编写带来不方便。可以使用如下命令取消生成
javac -g:none或者-g:vars
它的结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 |
| u4 | attribute_length | 1 |
| u2 | local_variable_table_length | 1 |
| local_variable_info | lacal_variable_table | local_variable_table_length |
其中local_variable_info表示一个栈帧与源码中的局部变量的对应关系，结构和含义如下所示
| 类型 | 名称 | 数量 | 描述 |
|---|---|---|---|
| u2 | start_pc | 1 | 局部变量生命周期开始的字节码偏移量 |
| u2 | length | 1 | 作用范围的长度 |
| u2 | name_index | 1 | 局部变量名称，指向常量池的索引 |
| u2 | descriptor_index | 1 | 局部变量描述符，指向常量池的索引 |
| u2 | index | 1 | 局部变量在栈帧中局部变量表中Slot的位置 |
SourceFile属性
SourceFile属性用于记录生成这个Class文件的源码文件名称。这个属性也是可选的，如果不生成这项属性，当抛出异常时，堆栈中将不会显示出错代码所属的文件名。可使用如下命令取消生成这项属性
javac -g:none或者-g:source
这个属性是一个定长的属性，它的结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 | 描述 |
|---|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 | |
| u4 | attribute_length | 1 | |
| u2 | source_index | 指向常量池中CONSTANT_Utf8_info类型常量的索引，常量值是源码文件的文件名 |
ConstantValue属性
ConstantValue属性的作用是通知虚拟机自动为静态变量赋值。只有被static关键字修饰的变量才可以使用这项属性。对于静态变量，有两种时刻可以赋值，一种是在类构造器<clinit>，另一种是使用ConstantValue属性。各种编译器的实现可能不同。我们常用的Sun javac编译器的选择是，对于同时使用final和static的常量，并且它的类型是基本类型或者String类型，就生成ConstantValue来赋值。如果没有被final修饰，或者非基本类型或者字符串，则会选择在<clinit>中进行初始化。从虚拟机规范的角度来讲，ConstantValue属性并没有要求必须设置了ACC_FINAL标志，而是要求了必须设置有ACC_STATIC标志。
该属性的结构如下，它也是一个定长的属性
| 类型 | 名称 | 数量 | 描述 |
|---|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 | |
| u4 | attribute_length | 1 | |
| u2 | constantcalue_index | 指向常量池中的索引 |
InnerClass属性
InnerClass属性用于记录内部类与宿主之间的关联。如果一个类中定义了内部类，编译器就会分别在这个类和它的内部类中生成该属性。该属性的结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 | 描述 |
|---|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 | |
| u4 | attribute_length | 1 | |
| u2 | number_of_classes | 1 | 记录有多少个内部类 |
| inner_classes_info | inner_classes | 1 | 每个内部类是一个该类型的表 |
inner_classes_info的结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 | 描述 |
|---|---|---|---|
| u2 | inner_class_info_index | 1 | 指向常量池中CONSTANT_Class_info型常量，代表内部类的符号引用 |
| u2 | outer_class_info_index | 1 | 指向常量池中CONSTANT_Class_info型常量，代表外部类的符号引用 |
| u2 | inner_name_index | 1 | 指向常量池中CONSTANT_Utf8_info型常量，代表内部类的名称 |
| u2 | inner_class_access_flags | 1 | 代表内部类的访问标志，类似于access_flags |
其中inner_class_access_flags标志位的含义如下表
| 标志名称 | 标志值 | 含义 |
|---|---|---|
| ACC_PUBLIC | 0x0001 | 内部类是否为public |
| ACC_PRIVATE | 0x0002 | 内部类是否为private |
| ACC_PROTECTED | 0x0004 | 内部类是否为protected |
| ACC_STATIC | 0x0008 | 内部类是否为static |
| ACC_FINAL | 0x0010 | 内部类是否为final |
| ACC_SYNCHRONIZED | 0x0020 | 内部类是否为synchronized |
| ACC_ABSTRACT | 0x0400 | 内部类是否为abstract |
| ACC_SYNTHETIC | 0x1000 | 内部类是否由编译器自动产生 |
| ACC_ANNOTATION | 0x2000 | 内部类是一个注解 |
| ACC_ENUM | 0x4000 | 内部类是一个枚举 |
Deprecated 与 Synthetic 属性
这两个属性都属于标志类型的布尔属性，要么有要么没有，不存在属性值的概念。其中，Deprecated用于表示某个类或者方法字段已经被认定为不推荐使用，它可以通过在代码中使用 @deprecated 注释进行设置。Synthetic属性代表某个字段或者方法不是由java源代码产生，而是由编译器自动添加的。这两个属性的结构如下，其中attribute_length的值必须为0。
| 类型 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 |
| u4 | attribute_length | 1 |
编译器自动生成的实例构造器<init>和类构造器<clinit>除外
StackMapTable属性
该属性是JDK1.6之后增加到Class文件规范中的，它是一个复杂的变长属性，位于Code属性表中。它的功能用于，在类加载的字节码验证阶段用于验证字节码逻辑合法性，它的工作原理在虚拟机规范中用了整整120页来讲解，因此十分复杂。我们只需要知道该属性的含义就够了。它的结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 |
| u4 | attribute_length | 1 |
| u2 | number_of_entries | 1 |
| stack_map_frame | stack_map_frame_entries | number_of_entries |
虚拟机规范中规定，在Class版本号大于50的文件中，如果方法的Code属性中没有StackMapTable属性，则表示它带有一个隐式的StackMap属性。这个StackMapTable属性的作用等同于number_of_entries值为0的属性。一个方法的Code属性最多只能有一个StackMapTable属性，否则会抛出ClassFormatError异常。
Signature属性
Signature属性在JDK1.5之后增加到了Class文件中，它是一个可选的定长属性，可以出现在类、字段、方法的属性表中。它的作用是，任何类、接口、初始化成员或者方法的泛型签名如果包含了类型变量或参数化类型，则Signature会为它记录泛型签名信息。它的在结构如下
| 类型 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| u2 | attribute_name_index | 1 |
| u4 | attribute_length | 1 |
| u2 | signature_index | 1 |
其中signature_index项的值是一个对常量池的索引。常量池在该索引处的项是一个CONSTANT_Utf8_info结构，表示类签名，方法类型签名或者字段签名。
