JVM学习-Class文件结构②

访问标识(access_flag)

• 在常量池后，紧跟着访问标记，标记使用两个字节表示，用于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类型，是否定义为abstract类型，如果是类的话，是否声明为final等，各种访问标记如下：
  
• 类的访问权限通常为ACC_开头的常量
• 每一种类型的表示都是通过设置访问标记的32位中的特定位来实现的，比如，若是public final的类，则该标记为ACC_PUBLIC | ACC_FINAL
• 使用ACC_SUPER可以让类更准确地定位到父类的方法super.method(),现代编译器都会设置并且使用这个标记
• 带有ACC_INTERFACE标志的class文件表示是接口不是类，反之则表示是类而不是接口

• 如果一个class文件被设置了ACC_INTERFACE标志，那么同时也得设置ACC_ABSTRACT标志，同时不能设置ACC_FINAL、ACC_SUPER或ACC_ENUM标志
• 如果没有设置ACC_INTERFACE标志，那么这个class文件可以具有上表中除ACC_ANNOTATION外的其他所有标志，当然ACC_FINAL和ACC_ABSTRACT这类互斥的标志除外，这两个标志不能同时设置

• ACC_SUPER标志用于标志用于确定类或接口里面的invokespecial指令使用的哪一种执行语义，针对Java虚拟机指令集的编译器都应设置这个标志，对于Java SE8及后续版本来说，无论class文件中这个标志的实际值是什么，也不管class文件的版本是多少，Java虚拟机会为每个class文件均设置ACC_SUPER标志

• ACC_SUPER标志为了向后兼容由旧Java编译器所编译的代码而设计，目前的ACC_SUPER标志在由JDK1.0.2之前的编译器生成的access_flags中没有确定意义，如果设置该标志，oracle的JVM实现会将其忽略

• ACC_SYNTHETIC标志意味着该类或接口是由编译器生成的，而不是由源代码生成的
• 注解类型必须设置为ACC_ANNOTATION标志，如果设置了ACC_ANNOTATION标志，那么也必须设置ACC_INTERFACE标志
• ACC_ENUM标志表明该类或其父类为枚举类型
• 表中没有使用的Access_flags标志为未来扩充预留，这些预留标志在编译器中应该设置为0，JVM实现也应忽略他们

类索引、父类索引、接口索引集合

• 在访问标记后，会指定该类的类别、父类类别及实现的接口，格式如下
  
• 这三项数据来确认这个类的继承关系

• 类索引用于确定这个类的全限定名
• 类索引用于确定这个类的父类的全限定名，由于Java语言不允许多重继承，父类索引只有一个，除java.lang.Object除外，所有的Java类都有父类，除java.lang.Object外，所有Java类的父类索引都不为0
• 接口索引集合就用来描述这个类实现了哪些接口，这些被实现的接口按implements语句(如果类本身为接口，则应使用extends语句)后的接口顺序从左到右排列在接口索引集体中

类索引this_class

2字节无符号整数，指向常量池的索引，它提供了类的全限定名，如com/chapter09/Demo,this_class的值必须是对常量池表中某项的一个有效索引，常量池在这个索引处的成员都必须为CONSTANT_Class_info类型结构体，该结构表示这个class文件所定义的类或接口

父类索引super_class

• 2字节无符号整数，指向常量池的索引，它提供了父类的全限定名，如无继承关系，其默认继承java/lang/Object类,由于Java不支持多继承，其父类只有一个
• superclass指向的父类不能是final

interfaces

• 指向常量也索引集合，它提供了一个符号引用到所有已实现的接口
• 由于一个类可以实现多个接口，因此需要以数组形式保存多个接口的索引，表示接口的第个索引也是一个指向常量池的CONSTANT_Class(此处必须是接口，不是类)
• interfaces_count接口计数器
  interfaces_count项的值表示当前类或接口的直接超接口数量
• interfaces[]接口索引集合
  interfaces[]中每个成员的值必须是对常量池表中某项的有效索引值，它的长度为interfaces_count，每个成员interfaces[i]必须为CONSTANT_Class_info结构，其中0 <= i < interfaces_count，在interfaces[]中，各成员所表示的接口顺序和对应的源代码中给定的接口顺序一样，即interfaces[0]对应的是源代码中最左边的接口

字段表集合

• 用于描述接口或类声明的变量，字段(field),包括类级变量以及实例级变量，但不包括方法内部、代码块内部声明的局部变量
• 字段叫什么名字、字段定义的是什么数据类型，这此都是无法固定的，只能引用常量池中的常量来描述
• 它指向常量池索引集合，它描述了每个字段的完整信息，比如字段的标识符、访问修饰符(public,private,protected)，是类变量还是实例变量(static修饰符)，是否是常量(final修饰符)等
  注：
• 字段表集体中不会列出从父类或者实现接口中继承而来的字段，但有可能列出原本Java代码中不存在的字段，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
• 在Java语言中字段是无法重载的，两个字段的数据类型、修饰符不管是否相同，都必须使用不一样的名称，但是对于字节码来讲，如果两个字段的描述符不一致，那字段重名就是合法的

字段计数器fields_count

• fields_count的值表示当前class文件fields表的成员个数，使用两个字节来表示
• fields表中线个成员都是一个field_info结构，用于表示该类或接口所声明的所有类字段或实例字段，不包括方法内部声明的变量，也不包括从父类或父接口继承的那些字段

字段表fields[]

• fields表中的每个成员都必须是一个fields_info结构的数据项，用于表示当前类或接口中某个字段的完整描述
• 一个字段的信息包括如下这些信息，这些信息中，各个修饰符都是布尔值，要么有，要么没有

• 作用域(public,private,protected修饰符)
• 是实例变量还是类变量(static修饰)
• 可变性(final)
• 并发可见性(volatile修饰，是否强制从 内存读写)
• 可否序列化(transient修饰)
• 字段数据类型(基本数据类型、对象、数组)
• 字段名称

• 字段表结构
  

字段表访问标识

一个字段可以被各种关键字去修饰，如作用域修饰符(public,private,protected)、static修饰符、final修饰、volatile修饰符等，因此，其可像类的访问标志那样，使用一些标志来标记字段，字段的访问标志有如下：

字段名索引

• 根据字段名索引的值，查询常量池中的指定索引项即可

描述符索引

• 描述符的作用用来描述字段的数据类型、方法的参数列表和返回值，根据描述符规则，基本数据类型及代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示，而对象用L加对象的全限定名来表示，如下：
  

属性表集合

• 一个字段还可能拥有一些属性，用于存储更多的额外信息，比如初始化值、一些注释信息等，属性个数存放在Attribute_count中，属性具体内容存放在attributes数组中

//以常量属性为例
ConstantValue_attribute {u2 attribute_name_index;u4 attribute_length;u2 constantvalue_index;
}
//说明常量属性而言，attribute_length的值恒为2

方法表集合

属性表集合

待续… …