【Java八股面试系列】JVM-class文件结构

Class文件结构总结

根据 Java 虚拟机规范,Class 文件通过 ClassFile 定义,有点类似 C 语言的结构体。我们之前都是使用javap命令来对字节码文件进行反编译查看的,我们可以使用WinHex软件(Mac平台可以使用010 Editor)来以十六进制查看字节码文件。

image-20240129153116062

通过分析ClassFile的内容,我们可以知道Class文件的组成如下:

image-20240204102438701

下面这张图是通过 IDEA 插件 jclasslib 查看的,你可以更直观看到 Class 文件结构。

img

使用 jclasslib 不光可以直观地查看某个类对应的字节码文件,还可以查看类的基本信息、常量池、接口、属性、函数等信息。

魔数(Magic Number)

image-20240129153325220

首先,我们可以看到,前4个字节(共32位)组成了魔数(其实就是表示这个文件是一个JVM可以运行的字节码文件,除了Java以外,其他某些文件中也采用了这种魔数机制来进行区分,这种方式比直接起个文件扩展名更安全)

字节码文件的魔数为:CAFEBABE

Class文件版本号

面4个字节存储的是字节码文件的版本号,注意前两个是次要版本号(现在基本都不用了,都是直接Java8、Java9这样命名了),后面两个是主要版本号,这里我们主要看主版本号,比如上面的就是34,注意这是以16进制表示的,我们把它换算为10进制后,得到的结果为:34 -> 3*16 + 4 = 52,其中52代表的是JDK8编译的字节码文件(51是JDK7、50是JDK6、53是JDK9,以此类推)

注意:jdk版本号是向下兼容的

常量池

紧接着主次版本号之后的是常量池,常量池的数量是 constant_pool_count-1常量池计数器是从 1 开始计数的,将第 0 项常量空出来是有特殊考虑的,索引值为 0 代表“不引用任何一个常量池项”)。

常量池主要存放两大常量:字面量和符号引用。字面量比较接近于 Java 语言层面的的常量概念,如文本字符串、声明为 final 的常量值等。而符号引用则属于编译原理方面的概念。包括下面三类常量:

  • 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

常量池中每一项常量都是一个表,这 14 种表有一个共同的特点:开始的第一位是一个 u1 类型的标志位 -tag 来标识常量的类型,代表当前这个常量属于哪种常量类型。

类型标志描述
CONSTANT_Utf8_info1UTF-8编码格式的字符串
CONSTANT_Integer_info3整形字面量(第一章我们演示的很大的数字,实际上就是以字面量存储在常量池中的)
CONSTANT_Class_info7类或接口的符号引用
CONSTANT_String_info8字符串类型的字面量
CONSTANT_Fieldref_info9字段的符号引用
CONSTANT_Methodref_info10方法的符号引用
CONSTANT_MethodType_info16方法类型
CONSTANT_NameAndType_info12字段或方法的部分符号引用

访问标志(Access Flag)

在常量池结束之后,紧接着的两个字节代表访问标志,这个标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息,包括:这个 Class 是类还是接口,是否为 public 或者 abstract 类型,如果是类的话是否声明为 final 等等。

类访问和属性修饰符:

image-20240204104544745

我们自定义了一个类,然后进行javap反编译,得到的访问标志

image-20240204104738456

当前类(This Class)、父类(Super Class)、接口(Interfaces)索引集合

Java 类的继承关系由类索引、父类索引和接口索引集合三项确定。类索引、父类索引和接口索引集合按照顺序排在访问标志之后,

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,由于 Java 语言的单继承,所以父类索引只有一个,除了 java.lang.Object 之外,所有的 Java 类都有父类,因此除了 java.lang.Object 外,所有 Java 类的父类索引都不为 0。

类的全限定名(Fully Qualified Class Name)是在编程中,一个类的完整名称,包括其所在的包(package)名称。例如,如果有一个类Examplecom.example包中,那么这个类的全限定名就是com.example.Example

接口索引集合用来描述这个类实现了那些接口,这些被实现的接口将按 implements (如果这个类本身是接口的话则是extends) 后的接口顺序从左到右排列在接口索引集合中。

字段表集合(Fields)

字段表(field info)用于描述接口或类中声明的变量。字段包括类级变量以及实例变量,但不包括在方法内部声明的局部变量。

field info(字段表) 的结构:

字段表的结构

  • access_flags: 字段的作用域(public ,private,protected修饰符),是实例变量还是类变量(static修饰符),可否被序列化(transient 修饰符),可变性(final),可见性(volatile 修饰符,是否强制从主内存读写)。

  • name_index: 对常量池的引用,表示的字段的名称;

  • descriptor_index: 对常量池的引用,表示字段和方法的描述符;

  • attributes_count: 一个字段还会拥有一些额外的属性,attributes_count 存放属性的个数;

  • attributes[attributes_count]: 存放具体属性具体内容。

上述这些信息中,各个修饰符都是布尔值,要么有某个修饰符,要么没有,很适合使用标志位来表示。而字段叫什么名字、字段被定义为什么数据类型这些都是无法固定的,只能引用常量池中常量来描述。

方法表集合(Methods)

methods_count 表示方法的数量,而 method_info 表示方法表。

Class 文件存储格式中对方法的描述与对字段的描述几乎采用了完全一致的方式。方法表的结构如同字段表一样,依次包括了访问标志、名称索引、描述符索引、属性表集合几项。

method_info(方法表的) 结构:

方法表的结构

方法表的 access_flag 取值:

方法表的 access_flag 取值

注意:因为volatile修饰符和transient修饰符不可以修饰方法,所以方法表的访问标志中没有这两个对应的标志,但是增加了synchronizednativeabstract等关键字修饰方法,所以也就多了这些关键字对应的标志

属性表集合(Attributes)

在 Class 文件,字段表,方法表中都可以携带自己的属性表集合,以用于描述某些场景专有的信息。与 Class 文件中其它的数据项目要求的顺序、长度和内容不同,属性表集合的限制稍微宽松一些,不再要求各个属性表具有严格的顺序,并且只要不与已有的属性名重复,任何人实现的编译器都可以向属性表中写 入自己定义的属性信息,Java 虚拟机运行时会忽略掉它不认识的属性。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/375411.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

如何决定K8S Pod的剔除优先级

在Kubernetes(k8s)中,当节点资源面临压力时,如何决定Pod的优先级是一个关键问题。在Kubernetes 1.8版本之后,引入了基于Pod优先级的调度策略,即Pod Priority Preemption。这种策略允许在资源不足的情况下&a…

git命令远程仓库推送本地项目报错了,解决方案

如果你在使用git命令上传本地项目到远程仓库遇到了如下错误: Updates were rejected because the tip of your current branch is behind。n 别慌,肯定是你的远程仓库里面有原始文件,需要你提前进行一下合并操作,然后才能使用pu…

蓝桥杯嵌入式第8届真题(完成) STM32G431

蓝桥杯嵌入式第8届真题(完成) STM32G431 题目 分析和代码 对比第六届和第七届,这届的题目在逻辑思维上确实要麻烦不少,可以从题目看出,这届题目对时间顺序的要求很严格,所以就可以使用状态机的思想来编程,拿到类似题…

MyBatis多数据源以及动态切换实现(基于SpringBoot 2.7.x)

MyBatis多数据源以及动态切换实现可以实现不同功能模块可以对应到不同的数据库&#xff0c;现在就让我们来讲解一下。 目录 一、引入Maven二、配置文件三、实现多数据源四、动态切换数据源 一、引入Maven 注意&#xff1a;博主这边使用的springboot版本是2.7.14的 <!-- htt…

thinkphp6入门(19)-- 中间件向控制器传参

可以通过给请求对象赋值的方式传参给控制器&#xff08;或者其它地方&#xff09;&#xff0c;例如 <?phpnamespace app\middleware;class Hello {public function handle($request, \Closure $next){$request->hello ThinkPHP;return $next($request);} } 然后在控制…

类图(Class diagram)

类图主要是用来展现软件系统中的类、接口以及它们之间的静态结构 。 一、元素 1、类 ​ 从上到下分为三部分&#xff0c;分别是类名、属性和操作。 类名是必须有的。​类如果有属性&#xff0c;则每一个属性必须有一个名字&#xff0c;另外还可以有其他的描述信息&#xff…

论文阅读-通过云特征增强的深度学习预测云工作负载转折点

论文名称&#xff1a;Cloud Workload Turning Points Prediction via Cloud Feature-Enhanced Deep Learning 摘要 云工作负载转折点要么是代表工作负载压力的局部峰值点&#xff0c;要么是代表资源浪费的局部谷值点。预测这些关键点对于向系统管理者发出警告、采取预防措施以…

选择大语言模型:2024 年开源 LLM 入门指南

作者&#xff1a;来自 Elastic Aditya Tripathi 如果说人工智能在 2023 年起飞&#xff0c;这绝对是轻描淡写的说法。数千种新的人工智能工具被推出&#xff0c;人工智能功能被添加到现有的应用程序中&#xff0c;好莱坞因对这项技术的担忧而戛然而止。 甚至还有一个人工智能工…

【网站项目】038汽车养护管理系统

&#x1f64a;作者简介&#xff1a;拥有多年开发工作经验&#xff0c;分享技术代码帮助学生学习&#xff0c;独立完成自己的项目或者毕业设计。 代码可以私聊博主获取。&#x1f339;赠送计算机毕业设计600个选题excel文件&#xff0c;帮助大学选题。赠送开题报告模板&#xff…

sql实现将某一列下移一行

问题 实现如下图所示的 max_salary 下移一行 方法&#xff1a;使用开窗函数 select max_salary, max(max_salary) over(order by max_salary asc rows between 1 PRECEDING and 1 PRECEDING) max_salary_plus from jobs

电商小程序02数据源设计

上一篇我们讲解了电商小程序的需求分析&#xff0c;分析了需要具备的功能并且绘制了系统原型。有了原型之后下一步的事情就是根据原型来设计数据源。 数据源就像盖房子打地基一样&#xff0c;地基打不好&#xff0c;楼可能就盖不高&#xff0c;盖起来要再想调整就比较困难。 …

使用Qt创建项目 Qt中输出内容到控制台 设置窗口大小和窗口标题 Qt查看说明文档

按windows键&#xff0c;找到Qt Creator &#xff0c;打开 一.创建带模板的项目 新建项目 设置项目路径QMainWindow是带工具栏的窗口。 QWidget是无工具栏的窗口。 QDuakig是对话框窗口。创建好的项目如下&#xff1a; #include "widget.h"// 构造函数&#xff…

Windows系统安装Flink及实现MySQL之间数据同步

Apache Flink是一个框架和分布式处理引擎&#xff0c;用于对无界和有界数据流进行有状态计算。Flink的设计目标是在所有常见的集群环境中运行&#xff0c;并以内存执行速度和任意规模来执行计算。它支持高吞吐、低延迟、高性能的流处理&#xff0c;并且是一个面向流处理和批处理…

03 动力云客项目之登录功能后端实现

创建项目 使用Spring initializr初始化项目 老师讲的是3.2.0, 但小版本之间问题应该不大.

14.0 Zookeeper环球锁实现原理

全局锁是控制全局系统之间同步访问共享资源的一种方式。 下面介绍zookeeper如何实现全民锁&#xff0c;讲解他锁和共享锁两类全民锁。 排他锁 排他锁&#xff08;Exclusive Locks&#xff09;&#xff0c;又被称为写锁或独占锁&#xff0c;如果事务T1对数据对象O1加上排他锁…

2023年09月CCF-GESP编程能力等级认证C++编程一级真题解析

一、单选题(共15题,共30分) 第1题 我们通常说的“内存”属于计算机中的( )。 A:输出设备 B:输入设备 C:存储设备 D:打印设备 答案:C 第2题 以下C++不可以作为变量的名称的是( )。 A:redStar B:RedStar C:red_star D:red star 答案:D 第3题 C++表达式…

Linux C/C++ 原始套接字:打造链路层ping实现

在C/C中&#xff0c;我们可以使用socket函数来创建套接字。我们需要指定地址族为AF_PACKET&#xff0c;协议为htons(ETH_P_ALL)来捕获所有传入和传出的数据包。 可以使用sendto和recvfrom函数来发送和接收数据包。我们需要构建一个合法的链路层数据包&#xff0c;在数据包的头…

C++ //练习 4.23 因为运算符的优先级问题,下面这条表达式无法通过编译。根据4.12节中的表(第147页)指出它的问题在哪里?应该如何修改?

C Primer&#xff08;第5版&#xff09; 练习 4.23 练习 4.23 因为运算符的优先级问题&#xff0c;下面这条表达式无法通过编译。根据4.12节中的表&#xff08;第147页&#xff09;指出它的问题在哪里&#xff1f;应该如何修改&#xff1f; string s "word"; stri…

树莓派4b连接WQ9201外置无线网卡命令行配置详解

树莓派4B连接WQ9201无线网卡 接线方式 蓝色的线来连接树莓派和WQ9201demo板&#xff0c;USB接树莓派的USB接口&#xff0c;microUSB一端接demo板靠近天线部分的microUSB口。 驱动和固件准备 驱动直接放在树莓派系统的任意目录&#xff0c;目前配置则是将驱动放在树莓派的主目…

【漏洞复现】电信网关配置管理系统SQL注入漏洞

Nx01 产品简介 电信网关配置管理系统是一个用于管理和配置电信网络中网关设备的软件系统。它可以帮助网络管理员实现对网关设备的远程监控、配置、升级和故障排除等功能&#xff0c;从而确保网络的正常运行和高效性能。 Nx02 漏洞描述 电信网关配置管理系统存在SQL注入漏洞,攻…