Class文件是一组以8个字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑地排列在文件之中，中间没有添加任何分隔符。当遇到需要占用8个字节以上空间的数据项时，则会按照高位在前的方式分割成若干个8个字节进行存储。
Class文件格式采用类似于C语言结构体的伪结构体来存储数据，这种伪结构体只有两种数据类型：

01｜Class文件构成

  • 无符号数

无符号数数据基本数据类型，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

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，用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件可以看作如下一张表：

类型 名称 数量
u4 magic 1
u2 minor_version 1
u2 major_version 1
u2 constant_pool_count 1
cp_info constant_pool constant_pool_count-1
u2 access_flags 1
u2 this_class 1
u2 super_class 1
u2 interfaces_count 1
u2 interfaces interfaces_count
u2 fields_count 1
field_info fields fields_count
u2 methods_count 1
method_info methods methods_count
u2 attributes_count 1
attribute_info attributes attributes_count

表中的数据项，无论是顺序还是数量，都是被严格限定的，皆不允许改变。

Magic与Class文件版本（magic、minor_version、major_version）

  • Magic：占4个字节

每个Class文件的前4个字节被称为Magic Number，用于确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件，值固定为0xCAFEBABE。

  • 版本号：占4个字节

    • 前两个字节：次版本号（固定为0）
    • 后两个字节：主版本号（视不同的jdk版本而定）

      常量池（constant_pool）

      主要存放两大类常量：

  • 字面量（Literal）

存放如文本字符串、被声明为final的常量值等

  • 符号引用（Symbolic References）
    • 被模块导出或者开放的包
    • 类和接口的全限定名
    • 字段的名称和描述符
    • 方法的名称和描述符
    • 方法句柄和方法类型
    • 动态调用点和动态常量

访问标志（access_flags）

用于识别类或者接口层次的访问信息，访问标示如下表：

标志名称 标准值 含义
ACC_PUBLICK 0x0001 是否为public类型
ACC_FINAL 0x0010 是否为final
ACC_SUPER 0x0020 是否允许使用invokespecial字节码指令的新语意
ACC_INTERFACE 0x0200 标识这是一个接口
ACC_ABSTRACT 0x0400 是否为abstract
ACC_SYNTHETIC 0x1000 标识这个类并非有用户代码生成
ACC_ANNOTATION 0x2000 标识这是一个注解
ACC_ENUM 0x4000 标示这是一个枚举
ACC_MODULE 0x8000 标示这是一个模块

类索引（this_class）、父类索引(super_class)与接口索引集合(interfaces)

Class文件中由这三项数据来确定该类型的继承关系。类索引用于确定这个类的全限定名，父类索引用于确定这个类的父类的全限定名

字段表集合（fields）

用于描述接口或者类中声明的变量，不包括在方法内部声明的局部变量。

方法表集合（methods）

用于描述接口或类中声明的方法

属性表集合（attributes）