【JVM】class文件结构3——字段表与方法表

1、字段表

字段表紧随在接口表索引之后,字段表包含访问标记、字段名索引、描述符索引、属性表,其中属性表包含属性计数器与属性集合

以这段代码为例:

package com.yang.testField;

public class Main {
    private volatile int a = 1;
    public static final String b = "abc";

}

16进制数据如下图所示:

可以看得出,字段计数为0x0002,因为有2个字段,a和b。

字段a的访问标记是是0x0042,用这个值与标识符的特征值取与,如果结果为1,则表示该字段拥有响应的标识符。字段标识符如下所示:

访问标记名

十六进制值

描述

ACC_PUBLIC

0x0001

public

ACC_PRIVATE

0x0002

private

ACC_PROTECTED

0x0004

protected

ACC_STATIC

0x0008

static

ACC_FINAL

0x0010

final

ACC_VOLATILE

0x0040

volatile

ACC_TRANSIENT

0x0080

transient,被transient 修饰的字段默认不会被序列化

ACC_SYNTHETIC

0x1000

表示这个字段是由编译器自动生成,而不是用户代码编译产生

ACC_ENUM

0x4000

枚举

这里我们可以得出,a的访问标记有ACC_PRIVATE与ACC_VOLATILE。

a的名称索引为0x0005,我们看一下常量池:

可以得出第一个字段的名称索引指向常量池中第5个常量项,即“a”。

a的描述符索引为0x0006,即常量池中的“I”,完成的字段类型与描述符的对照表如下:

描述符

类型

B

byte

C

char

D

double

F

float

I

int

J

long

S

short

Z

bool

LClassName ;

引用类型,"L" + 对象类型的全限定名 + ";"

[

一维数组,N维数组就有N个连续的[

接下来是a的属性计数器,对应的值为0x0000,代表a没有属性表。

贴一下b字段表中的属性表:

b的属性计数器为0x0001,代表着有属性表,属性表中只有一个元素,为0x0009,常量池中显示为ConstantValue,说明

该属性是ConstantValue类型的,属性长度为2,属性值索引为0x000A,即找到常量池中的#11,再找到#21,原来是个字符串"abc"。

为什么int a没有属性表,而static final b却有属性表?这要从字段的赋值策略说起:

对于一个实例字段,比如这里的a,赋值阶段发生在对象实例的构造方法中,即<init>;

对于一个非final的静态字段,赋初始值会发生在解析阶段,而赋用户指定的值,会发生在初始化阶段,在类构造器方法中完成,即<clinit>。

对于一个final的静态字段,且是基本类型或者是String类型,在编译期间就给该变量赋予用户指定的值,并在常量池中形成一个ConstantValue类型的属性,属性值就是常量的值。如果是除去String类型以外的引用类型,那么就是在初始化阶段完成赋值操作。

下面以一个例子说明:

package com.yang.testField;

public class Main {
    private volatile int a = 1;
    public static final String b = "abc";
    public static String c="def";
    public static Thread d=new Thread();

}

<init>方法内的情况:

这里面完成的是对实例变量的赋值操作。

<clinit>方法内的情况:

这里面完成的是对普通静态变量c与非String的引用类型变量d的赋值操作。

更多关于对<init>与<clinit>方法的理解,可以参考这篇文章java执行顺序之深入理解clinit和init


2、方法表

紧接着字段表的是方法表,方法表和字段表类似,方法表包含方法计数、访问标记、名称索引、描述符索引、属性表,其中属性表也是包含属性计数与属性集合。

方法计数、名称索引这边就不再说明了。

方法的访问标记有:

方法访问标记

特征值

描述

ACC_PUBLIC

0x0001

public

ACC_PRIVATE

0x0002

private

ACC_PROTECTED

0x0004

protected

ACC_STATIC

0x0008

static

ACC_FINAL

0x0010

final

ACC_SYNCHRONIZED

0x0020

synchronized

ACC_BRIDGE

0x0040

bridge 方法, 由编译器生成

ACC_VARARGS

0x0080

方法包含可变长度参数,比如 String... args

ACC_NATIVE

0x0100

native

ACC_ABSTRACT

0x0400

abstract

ACC_STRICT

0x0800

声明为 strictfp,表示使用 IEEE-754 规范的精确浮点数,极少使用

ACC_SYNTHETIC

0x1000

表示这个方法是由编译器自动生成,而不是用户代码编译产生

这里有一个简单的例子:

package com.yang.testMethod;

public class Main {
    public Main() {
    }

    private int getInt(int k) {
        return k;
    }

    public static Thread getThread(int i, double d, Runnable runnable) {
        System.out.println(i * d);
        return new Thread(runnable);
    }

}

构造方法的描述符为()V

getInt方法的描述符为(I)I

getThread方法的描述符为(IDLjava/lang/Runnable;)Ljava/lang/Thread;

从这里,我们可以看得出,方法描述符的组织方式是这样子的:(参数列表内字段的描述符)返回值的描述符

接下来讨论方法的属性表,前面说过了,属性表包含属性计数与属性集合,属性集合又包含属性名称索引+属性长度+属性值。

属性表内最主要的属性就是Code属性了,Code属性内有几个比较重要的东西:字节码、LineNumberTable行号表、LocalVariableTable局部变量表、ExceptionTable异常表

用一下的代码为例:

    public static Thread getThread(int i, double d, Runnable runnable) {
        try {
            System.out.println(i * d);
        }catch (Exception e){
            return null;
        }
        return new Thread(runnable);
    }

字节码是class文件中最重要的东西了,jvm主要就是抽取字节码,然后去执行。

LineNumberTable内维护这java源码与字节码之间的对应关系:

LocalVariableTable内记录着局部变量描述:

关于局部变量表的详细内容,可以参考我的另外一篇文章虚拟机栈的五脏六腑

ExceptionTable会告诉虚拟机异常的处理逻辑,比如下图的异常表,说明如果字节码从第0行到第10行出现了type类型的异常,那么将会跳转到第13行的字节码进行处理。

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转载自blog.csdn.net/qq_33591903/article/details/105974679
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