《Java虚拟机原理图解》 1.2.3、Class文件中的常量池详解(下)
CONSTANT_Fieldref_info, CONSTANT_Name_Type_info)
一般而言,我们在定义类的过程中会定义一些 field 字段,然后会在这个类的其他地方(如方法中)使用到它。有可能我们在类的方法中只使用field字段一次,也有可能我们会在类定义的方法中使用它很多很多次。
举一个简单的例子,我们定一个叫Person的简单java bean,它有name和age两个field字段,如下所示:
package com.louis.jvm; public class Person { private String name;
private int age; public String getName() {
return name;
} public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
} public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
在上面定义的类中,我们在Person类中的一系列方法里,多次引用到namefield字段 和agefield字段,对于JVM编译器而言,name和age只是一个符号而已,并且它在由于它可能会在此类中重复出现多次,所以JVM把它当作常量来看待,将name和age以field字段常量的形式保存到常量池中。
将它name和age封装成 CONSTANT_Fieldref_info 常量池项,放到常量池中,在类中引用到它的地方,直接放置一个指向field字段所在常量池的索引。
上面的Person类,使用javap -v Person指令,查看class文件的信息,你会看到,在Person类中引用到age和namefield字段的地方,都是指向了常量池中age和namefield字段对应的常量池项中。表示field字段的常量池项叫做CONSTANT_Fieldref_info。
怎样描述某一个field字段的引用?
实例解析: 现在,让我们来看一下Person类中定义的namefield字段在常量池中的表示。通过使用javap
-v Person会查看到如下的常量池信息:
请读者看上图中namefield字段的数据类型,它在#6个常量池项,以UTF-8编码格式的字符串“Ljava/lang/String;”
表示,这表示着这个field 字段是java.lang.String 类型的。关于field字段的数据类型,class文件中存储的方式和我们在源码中声明的有些不一样。请看下图的对应关系:
请注意!!!
如果我们在类中定义了field 字段,但是没有在类中的其他地方用到这些字段,它是不会被编译器放到常量池中的。读者可以自己试一下。(当然了,定义了但是没有在类中的其它地方引用到这种情况很少。)
只有在类中的其他地方引用到了,才会将他放到常量池中。
CONSTANT_Methodref_info,
CONSTANT_Name_Type_info)
1.举例:
还是以Person类为例。在Person类中,我们定义了setName(String
name)、getName()、setAge(int age)、getAge()这些方法:
package com.louis.jvm; public class Person { private String name;
private int age; public String getName() {
return name;
} public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
} public void setAge(int age) {
this.age = age;
} }
虽然我们定义了方法,但是这些方法没有在类总的其他地方被用到(即没有在类中其他的方法中引用到),所以它们的方法引用信息并不会放到常量中。
现在我们在类中加一个方法 getInfo(),调用了getName()和getAge()
方法:public String getInfo()
{ return getName()+"\t"+getAge();
}这时候JVM编译器会将getName()和getAge()方法的引用信息包装成CONSTANT_Methodref_info结构体放入到常量池之中。
这里的方法调用的方式牵涉到Java非常重要的一个术语和机制,叫动态绑定。这个动态绑定问题以后在单独谈谈。
2. 怎样表示一个方法引用?
请看下图:
3. 方法描述符的组成
4.
getName() 方法引用在常量池中的表示
CONSTANT_InterfaceMethodref_info,
CONSTANT_Name_Type_info)
当我们在某个类中使用到了某个接口中的方法,JVM会将用到的接口中的方法信息方知道这个类的常量池中。
比如我们定义了一个Worker接口,和一个Boss类,在Boss类中调用了Worker接口中的方法,这时候在Boss类的常量池中会有Worker接口的方法的引用表示。
package com.louis.jvm; /**
* Worker 接口类
* @author luan louis
*/
public interface Worker{ public void work(); }
package com.louis.jvm; /**
* Boss 类,makeMoney()方法 调用Worker 接口的work
* @author louluan
*/
public class Boss { public void makeMoney(Worker worker)
{
worker.work();
} }
我们对Boss.class执行javap -v Boss,然后会看到如下信息:
如上图所示,在Boss类的makeMoney()方法中调用了Worker接口的work()方法,机器指令是通过invokeinterface指令完成的,invokeinterface指令后面的操作数,是指向了Boss常量池中Worker接口的work()方法描述,表示的意思就是:“我要调用Worker接口的work()方法”。
Worker接口的work()方法引用信息,JVM会使用CONSTANT_InterfaceMethodref_info结构体来描述,CONSTANT_InterfaceMethodref_info定义如下:
CONSTANT_InterfaceMethodref_info结构体和上面介绍的CONSTANT_Methodref_info
结构体很基本上相同,它们的不同点只有:
1.CONSTANT_InterfaceMethodref_info
的tag 值为11,而CONSTANT_Methodref_info的tag值为10;
2.
CONSTANT_InterfaceMethodref_info 描述的是接口中定义的方法,而CONSTANT_Methodref_info描述的是实例类中的方法;
小试牛刀
关于方法的描述,完全相同CONSTANT_InterfaceMethodref_info和上述的CONSTANT_Methodref_info
结构体完全一致,这里就不单独为CONSTANT_InterfaceMethodref_info绘制结构图了,请读者依照CONSTANT_Methodref_info的描述,结合本例子关于Worker接口和Boss类的关系,使用javap
-v Boss,查看常量池信息,然后根据常量池信息,自己动手绘制work() 方法在常量池中的结构。
CONSTANT_MethodType_info,CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_InvokeDynamic_info
如果你从我的《常量池详解》NO1节看到了NO11节,那么恭喜你,你已经学会了几乎所有的常量池项!只要你掌握了上述的常量池项,你就可以读懂你平常所见到的任何一个class文件的常量池了。
至于NO12所列出来的三项:CONSTANT_MethodType_info,CONSTANT_MethodHandle_info,CONSTANT_InvokeDynamic_info,我想对你说,暂时先不管它吧。
这三项主要是为了让Java语言支持动态语言特性而在Java 7
版本中新增的三个常量池项,只会在极其特别的情况能用到它,在class文件中几乎不会生成这三个常量池项。
其实我花了一些时间来研究这三项,并且想通过各种方式生成这三项,不过没有成功,最后搞的还是迷迷糊糊的。从我了解到的信息来看,Java
7对动态语言的支持很笨拙,并且当前没有什么应用价值,然后就对着三项的研究先放一放了。)
转自:http://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/40301985
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