一、概述

  实现语言无关性的基础仍然是虚拟机和字节码存储格式。java虚拟机不和包括java在内的任何语言绑定,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虚拟机指令集符号集以及若干其他辅助信息

  java语言中的各种变量、关键字和运算符号的语义最终都是有多条字节码命令组合而成的,因此字节码命令所能提供的语义描述能力肯定会比java语言本身更加强大。因此,有一些java语言本身无法有效支持的语言特性不代表字节码本身无法有效支持,这也为其他语言实现一些有别于java的语言特性提供了基础。

二、Class类文件的结构

  任何一个Class文件都对应着唯一一个类或接口的定义信息,但反过来说,类或接口并不一定都得定义在文件里(如类或接口也可以通过类加载器直接生成)。

  定义: Class文件是一组以8位字节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Class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。

  结构的数据类型:无符号数 和 

    (a). 无符号数:属于基本类型,以u1, u2, u4, u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数,无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值。

    (b). :由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型,所有表都习惯性地以“_Info” 结尾。表用于描述有层次关系的复合结构的数据。

注意:Class的结构不像XML等描述语言,无论是顺序还是数量,或者数字存储的字节序等都是严格限定的。字节代表什么含义,长度是多少,先后顺序如何等,都不允许改变。

  Class文件格式:

      

  (一)、魔数与Class文件的版本

    魔数的描述:每个Class文件的头4个字节为魔数(Magic Number)。

       作用:确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件。

    魔数的头4个字节存储的是Class文件的版本号;第5和第6个字节是次版本号(Minor Version);第7和第8个字节是主版本号(Major Version)。


  (二)、常量池

    紧接着主次版本号之后的是常量池的入口,常量池可以理解为Class文件之中的资源,它是Class文件结构中与其他项目关联最多的数据类型,也是占用Class文件空间最大的数据项目之一,同时它还是在Class文件中第一个出现的表类型数据项目。

    常量池的数量不固定,所以在常量池的入口放置一项u2类型的数据,代表常量池的容量计数值(constant_pool_count)。

    常量池中主要存储两大类型常量字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)

      (A). 字面量:接近Java语言层面的常量概念,如文本字符串、声明为final的常量值等。

      (B). 符号引用:属于编译原理的概念,包括三类常量。

          a. 类和接口的全限定名(Fully Qualified Name)

          b. 字段的名称和描述符(Descriptor)

          c. 方法的名称和描述符。

    常量池中每一项常量都是一个表,在JDK1.7之后共有14种表结构,它们有一个共同的特点,就是表开始的第一位是一个u1类型的标志位(tag,取值见下表),代表当前这个常量属于哪种常量类型。

类型 b标签 描述
CONSTANT_Utf8_info 1 UTF-8 编码的字符串
CONSTANT_Integer_info 3  整型字面量
CONSTANT_Float_info 4  浮点型字面量
CONSTANT_Long_info 5  长整型字面量
CONSTANT_Double_info 6  双精度浮点型字面量
CONSTANT_Class_info 7 类或接口的符号引用
CONSTANT_String_info 8 字符串类型字面量
CONSTANT_Fieldref_info 9 字段的符号引用
CONSTANT_Methodref_info 10 类中方法的符号引用
CONSTANT_InterfaceMethodref_info 11 接口中方法的符号引用
CONSTANT_NameAndType_info 12 字段或方法的部分符号引用
CONSTANT_MethodHandle_info 15 标识方法句柄
CONSTANT_MethodType_info 16 标识方法类型
CONSTANT_InvokeDynamic_info 18 表示一个动态方法调用点

    这14种常量类型各自有自己的结构,下面列出每个常量项的结构及含义

     

顺便提一下,由于Class文件中方法、字段都需要引用CONSTANT_Utf8_info型常量来描述名称,所以CONSTANT_Utf8_info型常量的最大长度也就是java中方法、字段名最大长度
而这里的最大长度就是length的最大值,既u2类型能表达的最大值65535. 所以java程序中如果定义了超过64kb英文字符的变量或方法名,将会无法编译

  特别说明:

    CONSTANT_Fieldref_info  ---------> 9 ---------> 字段的符号引用
    类的字段都在class文件的字段表集合中存储
    只有初始化值的字段才会在class文件中产生CONSTANT_Fieldref_info,即为此字段的符号引用。因为初始化值会产生相应的指令在<init>或<clinit>方法中,需要持有此字段的符号引用。
    引用了其他类(包括父类)的字段时也会在class文件中产生CONSTANT_Fieldref_info,同理是需要持有字段的符号引用。
    CONSTANT_Methodref_info ---------> 10 ---------> 类中方法的符号引用
    同理,类的方法都在class文件的方法表集合中存储

    只有被调用了的方法(本类的或其它类的)才会产生CONSTANT_Methodref_info,因为需要持有方法的符号引用。

    当添加调用了其他类(或本类)的一个方法时,常量池中就会增加4个常量:

      1 是CONSTANT_Methodref_info,即方法的符号引用;

      2 是方法符号引用指向的CONSTANT_NameAndType_info,即方法的部分符号引用;

      3 是方法的名称;

      4 是方法的描述符。

    同理,字段也是这么个情况。


    (三)、访问标志

      在常量池结束之后,紧接着的两个字节代表访问标志(access_flags),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;是否定义为public类型;是否定义为abstract类型;如果是类的话,是否被声明为final等。

      标志位及其含义如下表:

        

      access_flags中一共有16个标志为可以使用,当前只定义了其中8个,没有使用到的标志位要求一律为0.


    (四)、类索引、父类索引与接口索引

      类索引(this_class)和父类索引(super_class)都是一个u2类型的数据接口索引集合(interfaces)是一组u2类型的数据的集合。Class文件中由这三项数据来确定这个类的继承关系。

      ①类索引用于确定这个类的全限定名;

      ②父类索引用于确定这个类的父类的全限定名,父类索引只有一个;

         ③接口索引集合就用来描述这个类实现了哪些接口。

         访问标志之后顺序排列类索引、父类索引、接口索引集合。

      接口索引集合入口第一项是u2类型的接口计数器(interfaces_count)表示索引表的容量(即实现了几个接口)。如果该类没有实现任何接口,则计数器值为0,后面的接口索引表不再占用任何字节。

        图例:类索引查找全限定名的过程:

      


    (五)、字段表集合

      字段表(filed_info)用于描述接口或者类中声明的变量

      字段包括类级变量实例变量。不包括方法内部声明的局部变量。

      字段信息包括:  

        1. 字段的作用域(public、private、protected修饰符)

        2. 实例变量还是类变量(static修饰符)

        3. 可变性(final)

        4. 并发可见性(volatile)

        5. 可否被序列化(transient)

        6. 字段数据类型(基本类型,对象,数组)

        7. 字段名称

      上诉信息,各修饰符都是布尔值,要么有true,要么没有false。


    字段表结构:即是对字段的描述

类型

名称

数量

u2

access_flags(访问标志)

1

u2

name_index(名称索引)

1

u2

descriptor_index(描述符索引)

1

u2

attribute_count

1

attribute_info

attributes(属性表集合)

attribute_count

字段修饰符放在access_flags项目中,它与类中的access_flags项目非常相似,都是一个u2的数据类型,可以设值的标志位和含义见下表:

字段访问标志

跟随access_flags标志的是两项索引值:name_index和descriptor_index。它们都是对常量池的引用,分别代表字段的简单名称以及字段和方法的描述符

描述符的作用是描述字段的数据类型、方法的参数列表(包括数量、类型及顺序)和返回值。

根据描述符的规则,基本数据类型以及代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示,而对象类型则用字符L加对象的全限定名表示,见下表:

标识字符

含义

B

基本类型byte

C

基本类型char

D

基本类型double

F

基本类型float

I

基本类型int

J

基本类型long

S

基本类型short

Z

基本类型boolean

V

特殊类型void

L

对象类型。如Ljava/lang/Object

对于数组类型,每一维度将使用一个前置的“[”字符来描述,如“String[][]”,会被记录为"[[Ljava/lang/String","int[]"被记录为“[I”。

描述符描述方法时,按照先参数列表,后返回值的顺序描述。

参数列表按照参数的严格顺序放置一组小括号“()”内,如

## "void inc()"的描述符为“()V”,

## “viod main(String[] args)”的描述符为“([Ljava/lang/String;)V”,;

## “int indexOf(char[] source,int sourceOffset,int sourceCount,char[] target,int targetOffset,int targetCount,int fromIndex)”的描述符为“[CII[CIII I”。

字段表都包含的固定数据项到descriptor_index为止就结束了,不过在descriptor_index之后跟随着一个属性表集合用于存储一些额外的信息,字段都可以在属性表中描述零至多项的额外信息。

字段表集合中不会列出从超类或者父类接口中继承而来的字段,但有可能列出原本Java代码之中不存在的字段。譬如在内部类中为了保持对外部类的访问性,会自动添加指向外部类实例的字段。


    (六)、方法表集合

      跟在字段表集合后的是方法计算器:用于标识有多少个方法;紧接着的就是方法表集合。

       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完全一致的方式。

类型

名称

数量

u2

access_flags

1

u2

name_index

1

u2

descriptor_index

1

u2

attribute_count

1

attribute_info

attributes

attribute_count

      方法表所包含的数据项目的含义也和字段表集合的非常的类似,仅在访问标志和属性表集合的可选项中有所区别。

      由于volatile,transient关键字不能修饰方法,同时synchronized、native、strictfpabstract关键字可以修饰方法。

      对于方法表,所有标志位及其取值如下

      方法访问标志:

        

    通过访问标志、名称索引、描述符索引可清楚的表达方法的定义。

    那方法里面的代码去哪里了呢?方法里的Java代码经过编译器编译成字节码指令后,存放在方法属性表集合中属性表中;

    这个属性表的名称为“Code”。属性表是Class文件格式中最具扩展性的一种数据项目,将在下边讲解。

    与字段表集合相对应的,如果父类方法在子类中没有被重写(Override),方法表集合中就不会出现来自父类的方法信息,

    但可能出现编译器自动添加的方法,最典型的便是类构造器“<clinit>”方法和实例构造器"<init>"方法。

    在Java语言中,重载(Overload)一个方法,1、要与原方法具有相同的简单名称。2、要与原方法有不同的特征签名。

    Java代码的方法特征签名只包括方法名称、参数顺序及参数类型;而字节码的特征签名还包括方法返回值以及受查异常表。


    (七)、属性表集合     

      属性表(attribute_info)在前面的讲解中已经出现多次,在Class文件、字段表、方法表、属性表都可以携带自己的属性表集合,用于描述某些场景专有的信息。

      与Class文件中其他的数据项目要求严格的顺序、长度和内容不同,属性表集合的限制稍微宽松了一些,不再要求各个属性表具有严格顺序,并且只要不与已有属性名重复,

      任何人实现的编译器都可以想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。

      最新的《Java虚拟机规范(Java SE 7)》版中,属性项已经增加到21项。下边将介绍一些关键常用的属性。

      虚拟机规范预定义的属性:

属性名称

使用位置

含义

Code

方法表

Java代码编译成的字节码指令

ConstantValue

字段表

final关键字定义的常量值

Deprecated

类、方法表、字段表

被声明为deprecated的方法和字段

Exceptions

方法表

方法抛出的异常

EnclosingMethod

类文件

仅当一个类为局部类或者匿名类时才能拥有这个属性,这个属性用于标识这个类所在的外围方法

InnerClasses

类文件

内部类列表

LineNumberTable

Code属性

Java源码的行号与字节码指令的对应关系

LocalVariableTable

Code属性

方法的局部变量描述

StackMapTable

Code属性

JDK1.6中新增的属性,供新的类型检查验证器(Type Checker)检查和处理目标方法的局部变量和操作数栈所需要的类型是否匹配

Signature

 类、方法表、字段表

JDK1.5中新增的属性,这个属性用于支持泛型情况下的方法签名,在Java语言中,任何类、接口、初始化方法或成员的泛型签名如果包含了类型变量(Type Variables)或参数化类型(Parameterized Types),则Signature属性会为它记录泛型签名信息。由于Java的泛型采用擦除法实现,在为了避免类型信息被擦除后导致签名混乱,需要这个属性记录泛型中的相关信息。

SourceFile

类文件

记录源文件名称

SourceDebugExtension

类文件

JDK1.6中新增的属性,SourceDebugExtension属性用于存储额外的调试信息。譬如在进行JSP文件调试时,无法通过Java堆栈来定位JSP文件的行号,JSR-45规范为这些非Java语言编写,却需要编译成字节码并运行在Java虚拟机中的程序提供了一个进行调试的标准机制,使用SourceDebugExtension属性就可以用于存储这个标准所新加入的调试信息

Synthetic

类、方法表、字段表

标识方法或字段为编译器自动生成的

LocalVariableTypeTable

JDK1.5中新增的属性,它使用特征签名代替描述符,是为了引入泛型语法之后能描述泛型参数化类型而添加

RuntimeVisibleAnnotations

类、方法表、字段表

JDK1.5新增的属性,为动态注解提供支持。RuntimeVisibleAnnotations属性用于注明哪些注解是运行时(实际上运行时就是进行反射调用)可见的

RuntimeInvisibleAnnotations

类、方法表、字段表

JDK1.5新增的属性,与RuntimeVisibleAnnotations属性作用刚好相反,用于指明哪些注解是运行时不可见的

RuntimeVisibleParameterAnnotations

方法表

JDK1.5新增的属性,作用与RuntimeVisibleAnnotations属性类似,只不过作用对象为方法参数

RuntimeInvisibleParameterAnnotations

方法表

JDK1.5新增的属性,作用与RuntimeInvisibleAnnotations属性类似,只不过作用对象为方法参数

AnnotationDefault

方法表

JDK1.5新增的属性,用于记录注解类元素的默认值

BootstrapMethods

类文件

JDK1.7中新增的属性,用于保存invokedynamic指令引用的引导方法限定符

      对于每个属性,它的名称需要从常量池中引用一个CONSTANT_Utf8_info类型的常量来表示,而属性值的结构则是完全自定义的,只需要通过一个u4的长度属性去说明属性值所占用的位数即可。

      一个符合规则的属性表应该满足如下表所定义的结构:

      

类型

名称

数量

u2

attribute_name_index

1

u4

attribute_length

1

u1

info

attribute_length

      attribute_name_index是指向CONSTANT_Utf8_info类型常量的索引,CONSTANT_Utf8_info类型常量记录着属性的名称;attribute_length标识属性值所占用的位数。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    七(1). 属性表集合之Code属性

      Java程序方法体中的代码经过Javac编译处理后,最终变为字节码指令存储在Code属性中,Code属性出现在方法表的属性集合之中。但并非所有方法表都有Code属性,例如抽象类或接口。

    Code属性表的结构:

                

    attribute_name_index所指向的CONSTANT_Utf8_info类型常量的值固定为“Code”。
    attribute_length标识属性值的总长度
    max_stack代表了操作数栈(Operand Stacks)深度的最大值。
    max_locals代表了局部变量所表示的存储空间(单位是Slot),一个Slot占用32个字节,doublelong这种64位数据类型则需要两个Slot来存放。方法参数局部变量异常变量都需要使用局部变量表来存放。Javac编译器会根据变量的作用域来分配Slot,每个Slot在整个线程周期可以重复使用,然后根据变量数和作用域计算出max_locals的大小。

    code_lengthcode是用来存储Java源程序编译后产生的字节码指令,code_length代表字节码长度code是用于存储字节码指令的一系列字节流。既然叫字节码,每个指令就是一个u1类型的单字节,当虚拟机读取到code中的一个字节码时,就可以找出这个字节码代表的是什么指令,并且可以知道这条指令后面是否需要跟随参数,以及参数应当如何理解。

   一个字节取值范围为0~255,所以字节码指令肯定不会超过256个指令,目前Java虚拟机规范定义了其中约200条编码值对应指令的含义。

    因为code_length是一个u4类型,所以理论上每个方法的字节长度不能超过2^23-1,但是虚拟机规范中明确限定了一个方法不能超过65535条字节码指令,即实际只用到了u2的长度。

    Code属性时Class文件中最重要的一个属性,如果把一个java程序中的信息分为代码(Code,方法体里面的java代码)和元数据(Metadata,包括类、字段、方法定义及其他信息)两部分,

    那么在整个Class文件中,Code属于用于描述的代码,所有的其他数据项目都用于描述元数据。

    在字节码指令之后的是这个方法的显式异常处理表(下文简称异常表)集合,异常表对于Code属性来说并不是必须存在的。

    异常表的结构

类型

名称

数量

u2

start_pc

1

u2

end_pc

1

u2

handle_pc

1

u2

catch_type

1

    这些字段的含义是如果当字节码在第start_pc行到end_pc行之间(不含第end_pc行)出现了类型为catch_type或其子类异常(catch_type为指向一个CONSTANT_Class_info型常量的索引),

    则转到第handler_pc行继续处理。当catch_type的值为0时,代表任意异常情况都需要转向到handler_pc处进行处理。

    下面举一个异常表的例子(出自深入理解Java虚拟机一书):

package org.fenixsoft.clazz;
public class TestClass {
public int inc() {
int x;
try{
x = 1;
return x;
}catch(Exception e){
x = 2;
return x;
}finally{
x = 3;
}
}
}

    编译后的字节码及异常表:

Code:
Stack=1, Locals=5, Args_size=1 0: iconst_1 //try块中的x=1
1: istore_1
2: iload_1 //保存x到returnValue中,此时x=1
3: istore 4
5: iconst_3 //finaly块中的x=3
6: istore_1
7: iload 4 //将returnValue中的值放到栈顶,准备给ireturn返回
9: ireturn //返回方法的int元素(返回栈顶元素1)
10: astore_2 //给catch中定义的Exception e赋值,存储在Slot 2中
11: iconst_2 //catch块中的x=2
12: istore_1
13: iload_1 //保存x到returnValue中,此时x=2
14: istore 4
16: iconst_3 //finally块中的x=3
17: istore_1
18: iload 4 //将returnValue中的值放到栈顶,准备给ireturn返回
20: ireturn //返回方法的int元素(返回栈顶元素2) 21: astore_3 //如果出现了不属于Exception及其子类的异常才会走到这里
22: iconst_3 //finally块中的x=3
23: istore_1
24: aload_3 //将异常放置到栈顶
25: athrow //抛出异常
Exception table:
from to target type
5 10 Class java/lang/Exception //第0到第5行如果抛出Exception异常则跳转到第10行
5 21 any //第0到第5行如果抛出任何异常则跳转到第21行
16 21 any //第10到第16行如果抛出任何异常则跳转到第21行

    编译器为这段java源码生成了3条异常记录表,对应3条可能出现的代码执行路劲。从java代码的语义上讲,这3条执行路径分别为:

  • 如果try语句块中出现属于Exception或其子类的异常,则转到catch语句块处理。
  • 如果try语句块中出现不属于Exception或其子类的异常,则转到finally语句块处理。
  • 如果catch语句块中出现任何异常,则转到finally语句块处理。   

  字节码0~4行所做的操作数就是将整数1赋值给变量x,并将此时x的值复制一份到最后一个本地变量表的Slot中(这个Slot里面的值在ireturn指令执行前将会被重新读到栈顶,作为方法返回值使用,这里暂且就记为returnValue)。

  如果这时没有出现异常,则会继续走到第5~9行,将变量x赋值为3,然后将之前保存到returnValue中的整数1读入到操作栈顶,最后ireturn指令会以int形式放回操作栈顶中的值,方法结束。

  如果出现了异常,PC寄存器指针转到第10行,第10~20行所做的事情是将2赋值给变量x,然后将变量x此时的赋值给returnValue,最后再将变量x的值改为3。方法返回前同样将returnValue中保留的整数2读到操作栈顶。

  从第21行开始的代码,作用是将变量x的值赋为3,并将栈顶的异常抛出,方法结束。


    七(2)、属性表集合之Exception属性

    这里的Exception属性是在方法表中与Code属性平级的一项属性,不要与前面刚刚讲解完的异常表产生混淆。

    Exception属性的作用是列举出方法中可能抛出的受查异常(Checked Exceptions), 也就是方法描述时在throws关键字后面列举的异常。

    Exception属性表结构:

        

    number_of_exceptions表示方法可能抛出number_of_exceptions种受查异常,每一种受查异常使用一个exception_index_table项表示,

    exception_index_table是一个指向常量池中CONSTANT_Class_info型常量的索引,代表该受查异常的类型


    七(2)、属性表集合之LineNumberTable属性

      LineNumberTable属性用于描述Java源码行号与字节码行号(字节码的偏移量)之间的对应关系。

        

    line_number_table是一个数量为line_number_table_length,类型为line_number_info的集合,

    line_number_info表包括了start_pcline_number两个u2类型的数据项,前者是字节码行号后者是Java源码行号


  七(3)、属性表集合之LocalVariableTable属性

     LocalVariableTable属性用于描述栈帧中局部变量表中的变量与Java源码中定义的变量之间的关系,它也不是运行时必需的属性,但默认会生成到Class文件之中,

    可以在javac中分别使用-g:none或-g:vars选项来取消或要求生成这项信息。

      LocalVariableTable属性结构:

      

    其中, local_variable_info项目代表了一个栈帧与源码中的局部变量的关联,结构见下表:

      

    start_pclength属性分别代表了这个局部变量的生命是周期开始的字节码偏移量及其作用范围覆盖的长度,两者结合起来就是这个局部变量在字节码之中的作用域范围。

    name_indexdescriptor_index都是指向常量池中CONSTANT_Utf_info型常量的索引,分别代表了局部变量的名称以及这个局部变量的描述符

    index是这个局部变量在栈帧局部变量表中Slot的位置。当这个变量数据类型是64位类型时(double和long),它占用的Slot为index和index+1两个。

    在JDK1.5引入泛型之后,LocalVariableTable属性增加了一个“姐妹属性”:LocalVariableTypeTable,这个新增属性的结构与LocalVariableTable非常相似,仅仅是把记录的字段描述符的descriptor_index替换成了字段的特征签名(Signature),

    对于非泛型来说,描述符和特征签名能描述的信息是基本一致的。


    七(4)、属性表集合之SourceFile属性

      SourceFile属性用于记录生成这个Class文件的源码文件名称。

      这个属性也是可选的,可以分别使用javac的-g:none或-g:source选项来关闭或要求生成这项信息。

      sourceFile属性结构:

        

      sourcefile_index数据项是指向常量池中CONSTANT_Utf8_info型常量的索引,常量值是源码文件的文件名


    七(5)、属性表集合之ConstantValue属性

      ConstantValue属性的作用是通知虚拟机自动为静态变量赋值。

      只有被static关键字修饰的常量(类变量)才可以使用这项属性。

      目前Sun Javac编译器的选择是:如果同时使用final和static来修饰一个变量,并且这个变量的数据类型是基本类型或者java.lang.String的话,就生成ConstantValue属性来进行初始化,如果这个变量没有被final修饰,

    或者并非基本类型及字符串,则将会选择在<clinit>方法中进行初始化。

      对ConstantValue的属性值只能限于基本类型和String。

    ConstantValue属性结构:

      


    七(6)、属性表集合之InnerClasses属性

      InnerClasses属性用于记录内部类与宿主类之间的关联。

      InnerClasses属性结构:

        

    数据项number_of_classes代表需要记录多少个内部类信息,每一个内部类的信息都由一个 inner_classes_info 表进行描述。

        

      inner_class_info_indexouter_class_info_index分别代表了内部类宿主类的符号引用

    inner_name_index代表内部类的名称

    inner_class_access_flags内部类的访问标志


    七(7)、属性表集合之Deprecated及Synthetic属性

      两个属性都属于标志类型的布尔属性,只存在有和没有的区别,没有属性值的概念。

      Deprecated属性用于表示某个类、字段或者方法,已经被程序作者定为不在推荐使用,它可以通过在代码中使用@deprecated注解进行设置。

      Synthetic代表字段或者方法并不是有Java源码直接产生的,而是由编译器自行添加的。

      Deprecated及Synthetic属性结构非常简单:

        


    七(8)、属性表集合之StackMapTable属性

      StackMapTable属性在JDK1.6发布后增加到了Class文件规范中,它是一个复杂的变长属性,位于Code属性的属性表中。

      会在虚拟机类加载的字节码验证阶段被新类型检查验证器(Type Checker)使用,目的在于代替以前比较消耗性能的基于数据流分析的类型推导验证器。

      一个方法的Code属性最多只能有一个StackMapTable属性。


    七(9)、属性表集合之Signature属性

      Signature属性在JDK1.5增加到Class文件规范之中,可选的定长属性,可以出现于类、字段表和方法表结构的属性表中。用于记录泛型签名信息。

      Java语言的泛型采用的是擦除法实现的伪泛型,缺点就是运行期做反射时无法获得到泛型信息,Signature属性就是为了弥补这个缺陷而增设的。   

    Signature属性的结构:

      

      signature_index的值必须是一个对常量池的有效索引。常量池在该索引处的项必须是CONSTANT_Utf8_info结构,表示类签名、方法类型签名或字段类型签名


    七(10)、属性表集合之BootstrapMethods属性

      BootstrapMethods属性在JDK1.7增加到Class文件规范之中的。

       它是一个复杂的变长属性,位于类文件的属性表中。用于保存invokedynamic指令引用的引导方法限定符。

          

         其中引用到的bootstrap_method属性的结构:

          

          BootstrapMethods属性中,num_bootstrap_methods项的值给出了bootstrap_methods[]数组中的引导方法限定符的数量

        而bootstrap_methods[]数组的每个成员包含了一个指向常量池CONSTANT_MethodHandle结构的索引值,它代表一个引导方法,还包含了这个引导方法静态参数的序列。

        bootstrap_methods[]数组中的每个成员必须包含以下3项内容。

          ①. bootstrap_method_ref:bootstrap_method_ref 项的值必须是一个对常量池的有效索引。常量池在该索引处必须是一个CONSTANT_MethodHandle_info结构

          ②. num_bootstrap_arguments: num_bootstrap_arguments项的值给出了bootstrap_arguments[]数组成员的数量。

          ③. bootstrap_arguments[]:bootstrap_arguments[]数组的每个成员必须是一个对常量池的有效索引。

        常量池在该索引处必须是下列结构之一:CONSTRANT_String/Class/Innteger/Long/Float/Double/MethodHandle/MethodType_info.

属性表集合小结

code属性 存储的是方法体中的代码经过javac编译器处理之后的字节码指令
Exception属性 列举出方法中可能抛出的受查异常(Checked Exceptions), 也就是方法描述时在throws关键字后面列举的异常。
LineNumberTable属性 用于描述Java源码行号与字节码行号(字节码的偏移量)之间的对应关系。
LocalVariableTable属性 用于描述栈帧中局部变量表中的变量与Java源码中定义的变量之间的关系
SourceFile属性 用于记录生成这个Class文件的源码文件名称。
ConstantValue属性 通知虚拟机自动为静态变量赋值
InnerClasses属性 记录内部类与宿主类之间的关联。
Deprecated属性 用于表示某个类、字段或者方法,已经被程序作者定为不在推荐使用,它可以通过在代码中使用@deprecated注解进行设置。
Synthetic属性 代表字段或者方法并不是有Java源码直接产生的,而是由编译器自行添加的。
StackMapTable属性 它是一个复杂的变长属性,位于Code属性的属性表中。会在虚拟机类加载的字节码验证阶段被新类型检查验证器(Type Checker)使用,目的在于代替以前比较消耗性能的基于数据流分析的类型推导验证器。
Signature属性

用于记录泛型签名信息。Java语言的泛型采用的是擦除法实现的伪泛型,缺点就是运行期做反射时无法获得到泛型信息,Signature属性就是为了弥补这个缺陷而增设的。

BootstrapMethods属性

用于保存invokedynamic指令引用的引导方法限定符。

参考:《深入理解java虚拟机(第二版)》

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