一、程式碼示例

　　後面的程式碼舉例都已如下程式碼示例

package org.fenixsoft.clazz;
public class TestClass {
    private int m;
    public int inc() {
        return m + 1;
    }
}

　　編譯後的class檔案，使用16進位制文字開啟（我使用的是UItraEdit），內容如下：

二、class檔案結構簡述

　　class檔案由魔數、版本號（副版本號、主版本號）、常量池資訊（常量池計數器和常量池資料區）、訪問標誌、類索引（當前類索引、父類索引）、介面資料區（介面數量、介面資訊）、方法資料區（方法數量、方法資訊）、屬性資料區（屬性數量、屬性資訊組成）組成。

　　具體的內容如下表所示，無符號數使用u1、u2、u4、u8分別代表1、2、4、8個位元組，如果有多個無符號組成的表，則以 _info 結尾表示（有符號可以類比為java中的簡單基本資料型別，而有多個無符號組成的表可以類比為java中的一個物件，物件中都是基本資料型別的屬性）

　　結構如下所示：

三、魔數與版本資訊

　　1、魔數：由上面的表格可以看到，魔數佔用4個位元組，其值固定為CAFEBABY，與示例中的值一樣

　　2、副版本號（次版本號）：佔用2個位元組，目前沒有使用，為 00 00

　 3、主版本號：佔用兩個位元組。JAVA的其實版本號為45，即JDK1的版本號為45，每一個大版本號加一；高版本jdk可以執行低版本jdk編譯的class檔案，反之則不可以。以上面的示例程式碼為例，其版本為十六進位制的0x0034，即十進位制的52，那麼編譯class檔案的jdk版本則為jkd8（52-45+1）

四、常量池資料區

（一）常量池儲存資訊　　

　　緊跟著主次版本號後面的就是常量池資訊。

　　常量值中主要存放兩類資訊：字面量和符號引用。

　　　　字面量比較接近java中常量的意思，如文字字串、被final修飾的常量等；

　　　　而符號引用則屬於編譯原理方面的概念，主要包括：

　　　　　　1、被模組到處或者開放的包

　　　　　　2、類和介面的全限定名

　　　　　　3、欄位的名稱和描述符

　　　　　　4、方法控制代碼和方法型別

　　　　　　5、動態呼叫點和動態常量

　　最早的常量表中有11種結構不相同的表結構資料，後來為了支援動態語言呼叫，加入了4種，後來又為了支援模組化，又加入了兩種，因此至JDK13，共有17種表結構資料。

　　每一種表結構資料最少有兩部分組成，tag和info，其中tag是用來標記不同表結構的，info用來表示具體的資訊。具體的info資訊，可以看最後的常量表結構。

（二）int和float常量儲存結構　　

　　首先對於對於基本資料型別和String的值對應的info資訊是具體的值，例如int和float的結構如下所示：tag分別為3和4，然後使用4個位元組來表示值。

（三）long和double常量儲存結構　　

　　對於long和double型別，tag分別為5和6，並且使用8個位元組儲存其值，其中前4個位元組為高位數，後4個位元組為低位數。

（四）String常量儲存結構　　

　　對於String型別的資料，tag為8，info為兩個位元組的字串索引項（也就是下面要說的utf8格式的cp_info）

（五）utf8常量儲存結構　　

　　上面String的info資訊即是對一個UTF8格式索引項，那麼utf8格式的常量，tag為1，然後使用兩個位元組儲存utf8編碼位元組陣列的長度，然後使用具體的長度的陣列儲存資料。

　　對於String儲存具體是怎麼樣的，可以參照下圖，就是定義了一個String，其字串為“JVM原理”，那麼JVM原理是儲存在utf8格式的cp_info中，在utf8的cp_info中，儲存了tag，長度，及具體的字串內容；然後在String的cp_info中，只是儲存了對於utf8的cp_info的索引項。

（六）類儲存結構　　

　　而對於類、方法、屬性的cp_info則是由類或介面的索引項和型別名稱的索引項。

　　以類為例，其tag為7，index為佔用兩個位元組的類名稱索引項，對應的也是一個utf格式的cp_info

　　常量表詳情：

（七）哪些字面量會進入常量池

　　結論：

　　　　1、final修飾的8種基本資料型別都會進入常量池

　　　　2、非final修飾的8種基本資料型別，只有double、long、float的值會進入常量池。

　　　　3、常量池種包含的字串型別字面量（雙引號引起來的字串值）

五、訪問標誌和類索引（當前類索引、父類索引）

　　1、訪問標誌

　　在常量池結束以後，緊接著兩個位元組表示訪問標誌，這個標誌用於識別一些類或者介面層次的訪問資訊，例如是否為public、是否為abstract、如果是類的話是否被宣告為final等等，具體標誌位及含義如下所示

　　2、類索引、父類索引、介面集合

　　類索引和父類索引都是一個u2型別的資料，介面索引集合是一組u2型別的資料集合，class檔案中由這三項資料來確定該型別的繼承關係。類索引用於確定這個類的全限定名，父類索引用於確定這個類父類的全限定名。介面索引集合用來描述這個類實現了哪些介面。

六、欄位表集合和放發表集合

（一）欄位表集合　

　　欄位表集合用於描述介面或者類中宣告的變數。其包含類變數（static修飾）和例項變數。

　　欄位可以包括的修飾符有欄位的作用域（public、private、protected修飾符）、是例項變數還是類變數（static修飾符）、可變性（final）、併發可見性（volatile修飾符，是否強制從主記憶體讀寫）、可否被序列化（transient修飾符）、欄位資料型別（基本型別、物件、陣列）、欄位名稱。

　　欄位修飾符放在access_flags專案中，它與類中的access_flags專案是非常類似的，都是一個u2的資料型別。

　　跟隨access_flags標誌的是兩項索引值：name_index和descriptor_index。它們都是對常量池項的引用，分別代表著欄位的簡單名稱以及欄位和方法的描述符。

　　基本資料型別（byte、char、double、float、int、long、short、boolean）以及代表無返回值的void型別都用一個大寫字元來表示，而物件型別則用字元L加物件的全限定名來表示

　　舉例說明

（二）方法表集合

　　這裡跟上面的欄位表很類似，就不再多說，直接上表

（三）屬性表集合

　　屬性表（attribute_info），Class檔案、欄位表、方法表都可以攜帶自己的屬性表集合，以描述某些場景專有的資訊。

七、javap命令

　　可以使用javap命令反編譯class檔案，例如使用javap命令反編譯示例的class檔案：javap -v TestClass

　　從輸出結果看，首先是警告，然後是檔案地址、最後修改時間、檔案大小、MD5加密、包名、次版本號、主版本號、訪問標誌等內容。

　　然後就是常量池內容：

　　　　1、第一個內容是方法的cp_info，備註裡面可以看到，這個方法名是init方法，其有兩個索引項，方法對應的類或介面和方法的NameAndType，其分別是4和15

　　　　　　　　先來看4，說明其是一個類，從備註可以看到該類是Object類，其對應18的索引項，指向了Object類；

　　　　　　　　再來看15，其是方法的NameAndType，分別對應7和8，7說明該方法名稱是init方法，8說明該方法返回值為void

　　　　2、第二個內容是欄位的cp_info，存在對應類或介面的索引項和欄位的NameAndType，分別對應3和16

　　　　　　　　先來看3，其是一個類，有全限定名的索引項，指向了17，再看17，其類為TestClass類。

　　　　　　　　再來看16，是一個NameAndType的索引項，其中包含了名稱和型別的索引項，對應5和6，5說明了該欄位名稱為m，6說明了該欄位的型別是int

　　　　3、再往下就是code區，及code區中方法資訊。

　　　　4、然後看具體的init方法，其標識了方法的返回值、訪問標誌、棧深等資訊，然後就是具體的操作，使用aload將1壓進棧，再使用getfield將獲取m，然後使用iconst將m壓進棧，然後使用iadd相加，最後使用ireturn返回結果。