jvm-类文件结构

I、无关性

实验语言无关性的基础仍然是虚拟机和字节码存储格式。Java语言不与包括Java语言在内的任何程序语言绑定（如：Kotlin、Clojure、Groovy、JRuby、JPhthon，Scale等），它只与Class文件绑定。

II、Class类文件结构

1、8字节为基础单位

2、数据类型

类型	描述
无符号数	以u1、u2、u4、u8来表示1、2、4、8个字节的无符号数。用来描述数字、索引引用、数量值或按照UTF-8编码构成的字符串
表	“_info”结尾。描述有层次关系的复合结构的数据。整个Class文件本质上也是一张表

3、文件格式

类型	名称	数量
u4	magic	1
u2	minor_version	1
u2	major_version	1
u2	contsant_pool_count	1
cp_info	contsant_pool	contsant_pool_count-1
u2	access_flag	1
u2	this_class	1
u2	super_class	1
u2	interface_count	1
u2	interfaces	interface_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

3-1魔数（magic）

确定这个文件是否能为一个被虚拟机接受的Class文件。
值为：0xCAFEBABE

3-2次版本号minor-version和主版本号major-version

即使文件格式未发生任何变化，虚拟机也必须拒绝执行超过其版本号的Class文件

3-3常量池constant_pool

1、常量池主要存放：字面量和符号引用
2、字面量：接近Java的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等
3、符号引用：
3.1、被模块导出或者开放的包
3.2、类和接口的全限定名
3.3、字段的名称和描述符
3.4、方法的名称和描述符
3.5、方法句柄和方法类型
3.6、动态调用点和动态常量
4、Java中方法、字段名最大长度是64KB

3-4访问标示access_flags

识别一些类或接口层次的访问信息，包括：这个Class是类还是接口；是否定义为public类；
是否定义为abstract类型；如果是类的话，是否被声明为final等等。

3-5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3项数据来确定该类的继承关系。类索引确定这个雷的全限定名。父类索引确定这个类的父类的全限定名。

3-6字段表（field_info）集合

1、描述接口或类中声明的变量。包括类级变量和实例级变量，但不包括在方法内部声明的局部变量。
2、字段修饰符：
2.1、字段的作用域，public、private、protected等
2.2、是实例变量还是类变量（static）
2.3、可变性（final）
2.4、并发可见性（volatile，是否强制从主内存读写）
2.5、可否被序列化（transient）
2.6、字段数据类型（基本类型、对象、数组等）
3、例
int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount, char[] target, int targetOffset, int targetCount, int fromIndex)
的描述符为：
([II[CIII)I

3-7方法表（method_info）集合

构成：访问标示、名称索引、描述符索引、属性表集合
如果父类方法在子类中没有被重写，方法表集合中就不会出现来自父类的方法信息。
如果两个方法有相同的名称和特征签名，但返回值不同，那么也是可以合法共存于一个Class文件中。

3-8属性表（attribute_info）集合

1、Code属性：Java程序方法体里边的代码经过Javac编译器处理之后，最终变为字节码存储在Code属性内。
2、Exceptions属性：列举方法中可能抛出的受检异常，也就是方法描述时在throws关键字后面列举的异常。
3、LineTableNumber属性：描述Java源码行号与字节码行号之间的对应关系。
4、LocalVariableTable和LocalVariableTypeTable属性：用于描述栈帧中局部变量表的变量与Java源码中定义的变量之间的关系。
5、SourceFile和SourceDebugException属性：SourceFile属性记录生成这个Class文件的源码文件名称；SourceDebugException属性用于存储额外的代码调试信息。
6、ConstantValue属性：通知虚拟机自动为静态变量赋值。
7、InnerClasses属性：记录内部类与宿主类之间的关系。
8、Deprecated和Synthetic属性：Deprecated表示某个类、字段或方法已经被程序作者定为不再推荐使用，@deprecated注解设置；Synthetic代表此字段或方法不是由Java源码直接产生的，而是由编译器自行添加的。
9、StackMapTable属性：代替以前比较耗性能的基于数据流分析的推导验证器。
10、Signature属性：记录泛型的签名信息。
Java语言的泛型采用的是擦除法实现的伪泛型，字节码（Code属性）中所有的泛型信息编译（类型变量、参数化类型）在编译之后都通通被擦除掉。
11、BootstrapMethods属性：保存invokedDynamic指令引用的引导方法限定符。
12、MethodsParameters属性：记录方法的各个形参名称和信息。
13、模块化相关属性：支持模块化功能；Java9-；Module、ModulePackages、ModuleMianClass
14、运行时注解相关属性：
RuntimeVisibleAnnotations、RuntimeInVisibleAnnotations、RuntimeVisibleParameterAnnotations、RuntimeInvisibleParameterAnnotations、RuntimeVisibleTypeAnnotations、RuntimeInvisibleTypeAnnotations。
RuntimeVisibleAnnotations记录了类、字段或方法的声明上记录运行时可见的注解，当我们使用反射API来获取类、字段或方法上的注解时，返回值就是通过这个属性来取到的。