Class文件

字节码文件里面是什么？

源代码经过编译器编译之后便会生成一个字节码文件，字节码是一种二进制的类文件，它的内容是JVM的指令，而不像C、C++经由编译器直接生成机器码。

什么是字节码指令？（byte code）

Java虚拟机的指令由一个字节长度的、代表某种特定操作含义的操作码（opcode）以及跟随其后的零至多个代表此操作所需参数的操作数（operand）所构成。虚拟机中许多指令不包含操作数，只有一个操作码。

Class文件本质和内部数据类型

• Class类的本质
  任何一个Class文件都对应着唯一一个类或接口的定义信息，但反过来说，Class文件实际上它并一定以磁盘文件的形式存在。
  Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流。

• Class文件格式
  Class的结构不像XML等描述语言，由于没有任何分隔符号，所以在其中的数据项，无论是字节顺序还是数量，都是被严格限定的，哪个字节代表什么含义，长度是多少，先后顺序如何，都不允许改变。

Class文件格式采用一种类似C语言结构体的方式进行数据存储，这种结构中只有两种类型：无符号数和表

• 无符号数属于基本的数据结构，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值。
• 表是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，所有表都习惯性以”_info“结尾。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上就是一张表。由于表没有固定长度，所以通常会在其前面加上个数说明。

换句话说，充分理解了每一个字节码文件的细节，自己也可以反编译出Java源文件来。

• Class文件结构概述
  Class文件的结构并不是一成不变的，随着Java虚拟机的不断发展，总是不可避免地会对Class文件结构做出一些调整，但是其基本结构和框架是非常稳定的。

Class文件的总体结构如下：
1、魔数
2、Class文件版本
3、常量池
4、访问标志
5、类索引，父类索引，接口索引集合
6、字段表集合
7、方法表集合
8、属性表集合

ClassFile {
    u4             magic;
    u2             minor_version;
    u2             major_version;
    u2             constant_pool_count;
    cp_info        constant_pool[constant_pool_count-1];
    u2             access_flags;
    u2             this_class;
    u2             super_class;
    u2             interfaces_count;
    u2             interfaces[interfaces_count];
    u2             fields_count;
    field_info     fields[fields_count];
    u2             methods_count;
    method_info    methods[methods_count];
    u2             attributes_count;
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

类型	名称	说明	长度	数量
u4	magic	魔数，识别Class文件个数	4个字节	1
u2	minor_version	副本版本号（小版本）	2个字节	1
u2	major_version	主版本号（大版本）	2个字节	1
u2	constant_pool_count	常量池计数器	2个字节	1
cp_info	constant_pool	常量池表	n个字节	constant_pool_count-1
u2	access_flags	访问标识	2个字节	1
u2	this_class	类索引	2个字节	1
u2	super_class	父类索引	2个字节	1
u2	interfaces_count	接口计数器	2个字节	1
u2	interfaces	接口索引集合	2个字节	interfaces_count
u2	fields_count	字段计数器	2个字节	1
field_info	fields	字段表	n个字节	fields_count
u2	methods_count	方法计数器	2个字节	1
method_info	methods	方法表	n个字节	methods_count
u2	attributes_count	属性计数器	2个字节	1
attribute_info	attributes	属性表	n个字节	attributes_count