JVM-クラスファイル構造とクラスロード

Oracleの公式Webサイトでは、クラスファイルが定義されています：https：//docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html

`ClassFile` 構造

class ファイルには、1つから構成され ClassFile た構造：

ClassFile {
    u4             magic;
    u2             minor_version;
    u2             major_version;
    u2             constant_pool_count;
    cp_info        constant_pool[constant_pool_count-1];
    u2             access_flags;
    u2             this_class;
    u2             super_class;
    u2             interfaces_count;
    u2             interfaces[interfaces_count];
    u2             fields_count;
    field_info     fields[fields_count];
    u2             methods_count;
    method_info    methods[methods_count];
    u2             attributes_count;
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

ClassFile 構造内の項目は次のとおりです。

マジック

この magic アイテムは、class ファイル形式を識別するマジックナンバーを提供します。それは価値があります 0xCAFEBABE

各クラスファイルの最初の4バイトはマジックナンバーと呼ばれ、その唯一の機能は、ファイルが仮想マシンで受け入れられるかどうかを判断することです。

多くのファイルストレージ標準では、ファイルヘッダーにマジックナンバーを格納するpictures gifやjpegなど、識別にマジックナンバーを使用しています。識別のために拡張子の代わりにマジックナンバーを使用することは、主にセキュリティ上の考慮事項に基づいています。これは、拡張子を名前変更やその他の方法で自由に変更できるためです。

minor_version、major_version

minor_version と major_version itemsの値は、このclass ファイルのマイナーバージョン番号とメジャーバージョン番号です。同時に、メジャーバージョン番号とマイナーバージョン番号によってclass ファイル形式のバージョンが決まります。場合 class ファイルはメジャーバージョン番号Mとマイナーバージョン番号mを有し、我々は、そのバージョン示し class 、したがってmmのファイル形式を class ファイル形式のバージョンは、例えば、1.5 <2.0 <2.1、辞書式に順序付けされてもよいです。

Java仮想マシンの実装はclass 、vがMi.0≤v≤Mj.mの連続した範囲にある場合にのみ、バージョンvのファイル形式をサポートできます。Java仮想マシンの実装が準拠するJavaSEプラットフォームのリリースレベルは、範囲を決定する責任があります。

JDKリリース1.0.2でのOracleのJava仮想マシンの実装は、class ファイル形式バージョン45.0から45.3までをサポートします。JDKリリース1.1。*class は、45.0から45.65535までの範囲のファイル形式バージョンをサポートします。k≥2の場合、JDKリリース1.kはclass 、45.0から44 + k.0までの範囲のファイル形式バージョンをサポートします。

constant_pool_count

constant_pool_count アイテムの値は、 constant_pool テーブルのエントリ数に1を加えたものに等しくなります。 constant_pool インデックスは、それがゼロよりも大きい場合に有効とみなさ未満され constant_pool_count、型の定数のための例外 long と double に留意 §4.4.5。

constant_pool []

これ constant_pool は、さまざまな文字列定数、クラス名とインターフェイス名、フィールド名、および構造とそのサブ構造内で参照されるその他の定数を表す構造のテーブル（§4.4） ClassFileです。各constant_pool テーブルエントリの形式は、最初の「タグ」バイトで示されます。

constant_pool テーブルは1からインデックスされる constant_pool_count 1 - 。

access_flags

access_flags アイテムの値は、このクラスまたはインターフェイスへのアクセス許可とプロパティを示すために使用されるフラグのマスクです。各フラグの解釈は、設定されている場合、表4.1-Aに指定されています。

表4.1-A。クラスアクセスとプロパティ修飾子

フラグ名	値	解釈
`ACC_PUBLIC`	0x0001	宣言された `public`; パッケージの外部からアクセスできます。
`ACC_FINAL`	0x0010	宣言された `final`; サブクラスは許可されていません。
`ACC_SUPER`	0x0020	invokespecial 命令によって呼び出された場合、スーパークラスメソッドを特別に扱います。
`ACC_INTERFACE`	0x0200	クラスではなく、インターフェースです。
`ACC_ABSTRACT`	0x0400	宣言された `abstract`; インスタンス化してはなりません。
`ACC_SYNTHETIC`	0x1000	宣言された合成; ソースコードには存在しません。
`ACC_ANNOTATION`	0x2000	注釈タイプとして宣言されています。
`ACC_ENUM`	0x4000	`enum` タイプとして宣言されています。

インターフェイスは、ACC_INTERFACE 設定されているフラグによって区別されます。ACC_INTERFACE フラグが設定されていない場合、この class ファイルはインターフェイスではなくクラスを定義します。

場合は ACC_INTERFACE フラグが設定され、 ACC_ABSTRACT フラグもセットでなければならない、と ACC_FINAL、 ACC_SUPERと、 ACC_ENUM フラグセットが設定されていない必要があります。

ACC_INTERFACE フラグが設定されていない場合は、表4.1-Aの他のフラグのいずれかを設定できます ACC_ANNOTATION。ただし、そのような class ファイルには、そのファイルACC_FINAL と ACC_ABSTRACT フラグの両方を設定してはなりません（JLS§8.1.1.2）。

ACC_SUPER フラグによって発現させようとする二つの別のセマンティクスのかを示す invokespecial 命令（§ invokespecialはこのクラスまたはインタフェースに表示されている場合）。Java仮想マシンの命令セットへのコンパイラはACC_SUPER フラグを設定する必要があります。Java SE 8以降では、Java仮想マシンは、ファイル内のフラグの実際の値やファイルのバージョンに関係なくACC_SUPER 、すべてのclassファイルにフラグが設定されていると見なします。classclass

この ACC_SUPER フラグは、Javaプログラミング言語用に古いコンパイラーによってコンパイルされたコードとの下位互換性のために存在します。1.0.2より前のJDKリリースaccess_flags では、現在表されているフラグにACC_SUPER 意味が割り当てられていないコンパイラが生成され、OracleのJava仮想マシン実装はフラグが設定されている場合はフラグを無視していました。

この ACC_SYNTHETIC フラグは、このクラスまたはインターフェイスがコンパイラによって生成され、ソースコードに表示されないことを示します。

注釈タイプにはACC_ANNOTATION フラグを設定する必要があります。ACC_ANNOTATION フラグが設定されている場合は、フラグも設定する ACC_INTERFACE 必要があります。

この ACC_ENUM フラグは、このクラスまたはそのスーパークラスが列挙型として宣言されていることを示します。

表4.1-Aでaccess_flags 割り当てられていない項目のすべてのビットは、将来の使用のために予約されています。生成されたファイルではゼロに設定する必要があり、Java仮想マシンの実装では無視する必要があります。class

このクラス

this_class アイテムの値は、constant_pool テーブルへの有効なインデックスである必要があります。constant_pool そのインデックスのエントリは、このファイルで定義されたクラスまたはインターフェイスを表すCONSTANT_Class_info 構造（§4.4.1）である必要があり classます。

super_class

クラスの場合、super_class アイテムの値はゼロであるか、constant_pool テーブルへの有効なインデックスである必要があります。super_class アイテムの値がゼロ以外の場合、constant_pool そのインデックスのエントリは、CONSTANT_Class_info このclass ファイルで定義されているクラスの直接のスーパークラスを表す構造体である必要があります。直接スーパークラスもそのスーパークラスも、その構造体の項目に ACC_FINAL フラグを設定することはできません。access_flagsClassFile

super_class アイテムの値がゼロの場合、この class ファイルはクラスを表す必要があり Objectます。これは、直接のスーパークラスがない唯一のクラスまたはインターフェイスです。

インターフェイスの場合、super_class アイテムの値は常にconstant_pool テーブルへの有効なインデックスである必要があります。constant_pool そのインデックスのエントリはCONSTANT_Class_info 、クラスを表す構造体である必要があります Object。

interfaces_count

interfaces_count itemの値は、このクラスまたはインターフェイスタイプの直接スーパーインターフェイスの数を示します。

interfaces []

interfaces 配列の各値は、constant_pool テーブルへの有効なインデックスである必要があります。 constant_pool 各値のエントリ、0≤ I < 、でなければならないタイプのソースに与えられた左から右への順で、このクラスまたはインタフェースタイプの直接スーパあるインタフェースを表す構造。interfaces[i]interfaces_countCONSTANT_Class_info

fields_count

fields_count アイテムの値は field_info 、fields テーブル内の構造の数を示します。 field_info 構造はこのクラスまたはインタフェースの種類によって宣言されたすべてのフィールド、クラス変数とインスタンス変数の両方を表します。

田畑[]

fields テーブルの各値は、このクラスまたはインターフェイスのフィールドの完全な説明を提供するfield_info 構造（§4.5）である必要があります。この fields テーブルには、このクラスまたはインターフェイスによって宣言されたフィールドのみが含まれています。スーパークラスまたはスーパーインターフェースから継承されたフィールドを表すアイテムは含まれません。

methods_count

methods_count アイテムの値は method_info 、methods テーブル内の構造の数を示します。

メソッド[]

methods テーブルの各値は、このクラスまたはインターフェイスのメソッドの完全な説明を提供するmethod_info 構造体（§4.6）である必要があります。構造体の項目にフラグACC_NATIVE と ACC_ABSTRACTフラグのどちらも設定されていない場合、メソッドを実装するJava仮想マシンの命令も提供されます。access_flagsmethod_info

method_info 構造は、すべてのメソッドがインスタンスメソッド、クラスメソッド、インスタンスの初期化方法（含む、このクラスまたはインタフェースタイプによって宣言表し§2.9）、及び任意のクラスまたはインタフェースの初期化方法（§2.9）。この methods テーブルには、スーパークラスまたはスーパーインターフェイスから継承されたメソッドを表す項目は含まれていません。

attributes_count

attributes_count アイテムの値は、 attributes このクラスのテーブル内の属性の数を示します。

属性[]

attributes テーブルの各値は attribute_info 構造体である必要があります（§4.7）。

構造のattributes 表に ClassFile表示されるようにこの仕様で定義されている属性を表4.7-Cに示します。

構造のattributes テーブルに表示されるように定義された属性に関する規則 ClassFileは、§4.7に記載されています。

構造のattributes テーブル内の事前定義されていない属性に関する規則 ClassFileは、§4.7.1に記載されています。

JVM-クラスファイル構造とクラスロード

ClassFile 構造

おすすめ

`ClassFile` 構造