Java源碼文件TestClass.java:
package jvm.chapter6;
//P166
public class TestClass {
private int m;
public int inc(){
return m+1;
}
}
展示這個Class文件的16進制內容:
從頭開始分析=>
ca fe ba be :magic number;
00 00 00 34 : 版本號是1.8.0;
00 16: 說明常量池有21個常量,1-21, index留做他用;接下來就是分別這21個常量的描述:
07/00 02 :CONSTANT_Class_info 常量,類名索引是該常量池的第2項;
01/00 16/6a 76 6d 2f 63 68 61 70 74 65 72 36 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 :這是該常量池的第2項,CONSTANT_Utf8_info常量,長度是22(0x0016),正是字符串常量“jvm/chapter6/TestClass”;
07/00 04:CONSTANT_Class_info 常量,類名索引是該常量池的第4項;
01/00 10/6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 4f 62 6a 65 63 74:這是該常量池的第4項,CONSTANT_Utf8_info常量,長度是16(0x0010),正是字符串常量“java/lang/Object”;
01/00 01/6d :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"m";
01/00 01/49 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"m";
01/00 06/3c 69 6e 69 74 3e :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"<init>";
01/00 03/28 29 56 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"()V";
01/00 04/43 6f 64 65 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"Code";
0a/00 03/00 0b: tag=10,表示CONSTANT_Methodref_info常量,聲明該方法的類名稱位於常量池的第3項,即java/lang/Object,方法名和類型NameAndType="<init>":()V;
0c/00 07/00 08: 接下來tag=12就是上面剛說道的CONSTANT_NameAndType_info類型,接下來的兩個索引分別指向方法名和描述符即"<init>"和“()V”,
01/00 0f/4c 69 6e 65 4e 75 6d 62 65 72 54 61 62 6c 65 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"LineNumberTable";
01/00 12/4c 6f 63 61 6c 56 61 72 69 61 62 6c 65 54 61 62 6c 65 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"LocalVariableTable";
01/00 04/74 68 69 73 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"this";
01/00 18/4c 6a 76 6d 2f 63 68 61 70 74 65 72 36 2f 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 3b:CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"Ljvm/chapter6/TestClass;";
01/00 03 69 6e 63 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"inc";
01/00 03 28 29 49 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"()I";
09/00 01/00 13:代表Fieldref常量,然後接下來兩個u2分別表示聲明該字段的類和NameAndType的索引;
0c/00 05/00 06:就是上面剛使用的NameAndType常量;
01/00 0a/53 6f 75 72 63 65 46 69 6c 65 :CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"SourceFile";
01 00 0e 54 65 73 74 43 6c 61 73 73 2e 6a 61 76 61::CONSTANT_Utf8_info常量,是字符串常量"TestClass.java";
上面就分析完了常量池中的字段,
00 21 : access_flags= ACC_PUBLIC | ACC_SUPER = 0x0021;
00 01 00 03 00 00:類索引 父類索引 和接口索引,常量池第3項表示的是Object,說明了默認的父類就是Object,沒有實現接口,所以interfaces_count=0;
00 01/00 02/00 05/00 06/00 00: 接下來的是字段表集合(fields_info),fields_count=1,access_flags=0x0002=ACC_PRIVATE, 代表字段名稱的name_index=5(常量池的第5項是CONSTANT_Utf8_info類型的字符串m),字段描述符descriptor_index=0x0006(常量池的第5項是CONSTANT_Utf8_info類型的字符串I),最後atributes_count=0,說明不包含額外的信息。總上這些信息正是爲了說明定義的字段“private int m”;
00 02/00 01/00 07/00 08/00 01/00 09/00 00 00 2f/00 01/00 01/00 00 00 05/2a b7 00 0a b1:接下來的是方法集合(methods_info),有兩個方法,第一個方法的訪問標誌是0x0001=ACC_PUBLIC,名稱索引是0x0007,指向常量池中的<init>,描述符索引值是0x0008,指向常量池中的"()V",接下來屬性表計數器attributes_count=1,屬性名稱索引是0x0009對應的是“Code”,接下來就是Code屬性表的結構:屬性值的長度attribute_length=0x2f;操作數棧的最大深度和本地變量表的容量都是0x0001;字節碼指令長度是5,翻譯“2a b7 00 0a b1”的過程是:
1)讀入2a,對應的是aload_0 ,將第一個引用類型的本地變量推送到操作數棧頂;
2)讀入b7,對應的是invokespecial,作用是調用以棧頂的reference類型所指向的對象的構造器方法 實例初始化方法 私有方法,接下來有一個u2類型的參數說明具體調用哪個方法,它指向常量池中一個CONSTANT_Methodref_info的常量,即那個方法的符號引用;
3)00 0a正是上面invokespecial的參數,指向常量池中的一個Methodref常量,對應的應該是Object.init()方法;
4)b1,對應的指令是return,並且返回類型是oid,當前方法對應的指令結束。
繼續上面的分析,
00 00/00 02/00 0c/00 00 00 06/00 01/00 00/00 03|00 0d/00 00 00 0c/00 01|00 00/00 05/00 0e/00 0f/00 00:exception_table_length=0,該方法沒有拋出異常,然後attributes_count=2,該Code屬性有倆屬性:0x000c指向常量池中的“LineNumberTable”,attribute_length=6,line_number_table_length=1,就是記錄了一對java源碼行號和字節碼行號的對應關係(3:0);0x000d指向常量池中的“LocalVariableTable”,attribute_length=12,local_variable_table_length=1(代表了一個棧幀和程序中的局部變量關聯關係),start_pc=0x0000,length=0x0005表徵該局部變量在字節碼中的作用範圍(就是這個方法內),name_index=0x000e, descriptor_index=0x000f表示該局部變量的名稱及其描述符,即爲“this”, "Ljvm/chapter6/TestClass";通過javap的輸出都可以一目瞭然。index=0x0000代表該局部變量在棧幀局部變量表中Slot的位置。
接下來看第二個方法,
00 01/00 10/00 11/00 01/00 09/00 00 00 31/00 02/00 01/00 00 00 07/2a b4 00 12 04 60 ac/:方法的訪問標誌是0x0001=ACC_PUBLIC,名稱索引是16,指向常量池中的“inc”,描述符索引值是0x0011,指向常量池中的"()I",接下來屬性表計數器attributes_count=1,屬性名稱索引是0x0009對應的是“Code”,接下來就是Code屬性表的結構:屬性值的長度attribute_length=0x31;操作數棧的最大深度是2,本地變量表的容量是1;字節碼指令長度是7,翻譯“2a b4 00 12 04 60 ac”的過程是:
1)讀入2a,對應的是aload_0 ,將第一個引用類型的本地變量推送到操作數棧頂;
2)讀入b4,對應的指令是getfield,獲得實例域,並壓入棧頂,他需要參數用來說明把哪個變量入棧,即下面;
3)讀入00 12,用來指明getfield 哪個字段,指向常量池中的一個Fieldref常量,“jvm/chapter6/TestClass.m:I”;
4)讀入04,對應的指令是iconst_1,將int類型的1推至棧頂;
5)讀入60,對應的指令是iadd,將棧頂兩個int類型的數值相加並把結果壓入棧頂;
6)讀入ac,對應的指令是ireturn,從當前方法返回int,結束。
後面的倆屬性就和分析第一個方法類似。
至此,就分析完了一個簡單的Class文件的結構,清晰了很多。
附:
Javap TestClass.class的結果:$ javap -verbose TestClass.class
Classfile /home/vonzhou/GitHub/JavaProject/learning-java/bin/jvm/chapter6/TestClass.classLast modified Apr 29, 2015; size 379 bytes
MD5 checksum 70a67e773b621619d03f9d1b5ac91af6
Compiled from "TestClass.java"
public class jvm.chapter6.TestClass
SourceFile: "TestClass.java"
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Class #2; // jvm/chapter6/TestClass
#2 = Utf8 jvm/chapter6/TestClass;
#3 = Class #4; // java/lang/Object
#4 = Utf8 java/lang/Object;
#5 = Utf8 m;
#6 = Utf8 I;
#7 = Utf8 <init>;
#8 = Utf8 ()V;
#9 = Utf8 Code;
#10 = Methodref #3.#11; // java/lang/Object."<init>":()V
#11 = NameAndType #7:#8; // "<init>":()V
#12 = Utf8 LineNumberTable;
#13 = Utf8 LocalVariableTable;
#14 = Utf8 this;
#15 = Utf8 Ljvm/chapter6/TestClass;;
#16 = Utf8 inc;
#17 = Utf8 ()I;
#18 = Fieldref #1.#19; // jvm/chapter6/TestClass.m:I
#19 = NameAndType #5:#6; // m:I
#20 = Utf8 SourceFile;
#21 = Utf8 TestClass.java;
{
public jvm.chapter6.TestClass();
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #10; // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Ljvm/chapter6/TestClass;
public int inc();
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: getfield #18; // Field m:I
4: iconst_1
5: iadd
6: ireturn
LineNumberTable:
line 6: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 7 0 this Ljvm/chapter6/TestClass;
}