JVM字节码文件结构

Class字节码

JVM与平台无关性是建立在操作系统上的，JVM提供各种操作系统的虚拟机，它们都可以加载和执行字节码，从而实现程序的一次编译到处执行。各种不同平台的虚拟机与所有平台都统一使用的程序存储格式——-字节码(ByteCode)是构成平台无关性的基石，也是语言无关性的基础。JVM虚拟机不只是运行java程序，它只与Class文件这种特定的二进制文件格式所关联，Class文件中包含了java虚拟机指令集和符号表以及若干其他辅助信息。

Class类文件

Class文件是一组以8位（bite）为1字节（byte）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，这使得整个Class文件中存储的内容几乎全部是程序运行的必要数据，没有空隙存在。当遇到需要占用8个位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位进行存储。一般来说一个Class文件都对应着唯一的一个类或接口的定义信息。
用16进制方式(因为一个16进制数可以通过4位来表示,一个字节8位可以表示二个16进制数)打开一个class文件如下图：

Class文件结构组成

既然class文件要被虚拟机所理解，那么肯定class文件的结构必须固定，class文件按如下图结构排列。
结构如下图：

class文件中的内容按上图严格排列，其中类型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。_info则表示有层次关系的复合结构的数据，每一种都有独立的结构，在每种数据的第一步都会标记占用的字节数。
解析过程如下:
1、文件第一个结构是u4、magic，表示占用4个字节，表达文件的魔数。如上图内容部分前4个字节是“CA FE BA BE”，翻译过来就是咖啡宝贝，这是固定表示是class文件，就像png图片文件的前几个字节码一样，是作为表示的存在。
2、4个字节读取完成后表示magic这个结构完成，接下来开始下一个u2、minor_version，表示接下来的两个字节表示的是minor_version，不过这个字段好像一直没有使用，一直是0000。
3、minor_version后面紧接着的是u2、major_version，表示接下来两个字节表达的是major_version，代表的是jdk的主版本，上图的值是“00 34”转成十进制就是316+4=52，表示jdk8。jdk1.1对应的是45，1.2对应46，依次类推1.8对应52。如果执行class文件jvm的jdk版本低于编译class文件的jdk版本就会报错。比如：Unsupported major.minor version 52.0错误。

类文件的解析就像这样按结构和结构占用的字节一段一段的分析。

问题一： class文件内部结构组成

class文件是给JVM看的字节码文件，所以内部主要包含了符合JVM规范的字节码信息，该文件从头到尾依次大概包括的信息为：魔数、主次版本号、概括常量池的信息(常量个数、常量池表)、概括类本身的元信息(访问标记符号、类型、父类名、接口数、接口名称)、概括类内字段的信息(字段数、字段表)、概括方法的信息(方法个数、方法表)、其他附加信息。

问题二：说一下常量池类型分类

我们的常量池可以看作我们的java class类的一个资源仓库(比如Java类定的方法和变量信息),我们后面的方法类的信息的描述信息都是通过索引去常量池中获取。
常量池中主要存放两种常量,一种是字面量 一种是符号引用


他们的关系是，符号引用会类似指针一样，指向字面量。字面量包括文本字符串、被声明为final的常量值、基本数据类型等；符号引用包括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等。