【JVM】详解 Class类文件的结构

【JVM】详解 Class类文件的结构 - 指南

news/2025/11/23 16:08:35/文章来源:https://www.cnblogs.com/gccbuaa/p/19260745

魔数与版本号

常量池

访问标志

类索引、父类索引和接口索引集合

字段表

方法表

属性表

Code属性

Exceptions属性

Class记录是以八字节为基础单位的二进制流，任何一个Class文件都对应着唯一的一个类或接口的定义信息。

Class文件格式采用“无符号数”和“表”来记录数据：

无符号数属于基本的数据类型，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，为了便于区分，所有表的命名都习惯性地以“_info”结尾。

Class文件格式如图

魔数与版本号

Class文件的头四个字节为魔数（Magic Number），用来确定Class文件是否能被JVM接受。

紧跟着的4个字节就为版本号，主版本号(MajorVersion)就是第5和第6个字节是次版本号(Minor Version)，第7和第8个字节。版本号目的是让对应的JDK运行对应版本的Class文件，高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class档案，但不能运行以后版本的Class文件。

常量池

常量池为表类型的数据，可以理解为Class文件的资源库。

在版本号之后的就是常量池入口，常量池入口中放置了u2类型的数据，代表常量池容量计数值(constant_pool_count)。

一个表。常量池主要存放两大类常量：就是常量池中每一项常量都字面常量(Literal)和符号引用(SymbolicReferences)：

字面常量接近Java中的常量概念，如字符串，final修饰的常量值等。

符号引用则属于编译原理方面的概念，主要包括下面几类常量：

被模块导出或者开放的包(Package)
类和接口的全限定名(Fully Qualified Name)
字段的名称和描述符(Descriptor)
技巧的名称和描述符
方法句柄和方法类型(Method Handle、Method Type、InvokeDynamic)
动态调用点和动态常量(Dynamically-Computed Call Site、Dynamically-Computed Constant)

访问标志

常量池之后就是访问表示，用来标记类和接口的访问信息，包括：这个Class是类还是接口；是否定义为public类型；是否定义为abstract类型；若是是类的话，是否被声明为final等等。

类索引、父类索引和接口索引集合

类索引(this_class)和父类索引(super_class)一个u2类型的数据，而就是都接口索引集合(interfaces)是一组u2类型的数据的集合。这三个数据类型决定了Class文件对应的类的继承关系。

字段表

字段表(field_info)用于描述接口或者类中声明的变量。结构如下图。

字段可以包括的修饰符有：字段的作用域（public、private、protected修饰符）、类变量就是是实例变量还（static修饰符）、可变性(final)、并发可见性（volatile修饰符，是否强制从主内存读写）、可否被序列化（transient修饰符）、字段数据类型（基本类型、对象、数组）、字段名称。

上述可以用bool类型的标志位来表示，通过放在access_flags字段修饰符在其中设置标志位。

跟随access_flags标志的是两项索引值：name_index和descriptor_index。它们都是对常量池项的引用，分别代表着字段的简单名称以及字段和方法的描述符。

字段表集合中不会列出从父类或者父接口中继承而来的字段，但有可能出现原本Java代码之中不存在的字段，譬如在内部类中为了保持对外部类的访问性，编译器就会自动添加指向外部类实例的字段。