JavaClass字节码文件结构详解

1、Class字节码中有两种数据类型：1. 字节数据直接量：这是基本的数据类型。共细分为u1、u2、u4、u8四种，分别代表连续的1个字节、2个字节、4个字节、8个字节组成的整体数据。2. 表：表是由多个基本数据或其他表，按照既定顺序组成的大的数据集合。表是有结构的，它的结构体现在，组成表的成分所在的位置和顺序都是已经严格定义好的。Class字节码总体结构如下：具体详解请参考我在这里要说明几个细节问题：1. 为什么说常量表的数量是constant_pool_count-1，且索引从1开始而不是0。其实根本原因在于，索引为0也是一个常量（保留常量），只不过它不存在常量表，这个常量就对应null值。因

2、此加上这个系统保留常量，常量个数共为constant_pool_count个，但是常量表数量要减1。2. 在常量池中，如果存在long型或double型字面量，它们会占用两个连续索引。比如：假设一个类中只有一个int型字面量1和一个double型字面量1（当然这种假设是不可能的，因为总会有类名字面量等），则常量池个数为3，而不是2。这正是因为double字面量占用了两个连续的索引。接下来，贴出一个小demo来展示如何读取字节码：ClassParser负责把握Class字节码整体结构的解析。package com.lixin;import java.io.IOExceptio

3、n;import java.io.InputStream;public class ClassParser private InputStream in;public ClassParser(InputStream in) this.in = in;public void parse() throws IOException / 魔数magicNumber();/ 主次版本号version();/ 常量池c

4、onstantPool();/ 类或接口修饰符accessFlag();/ 继承关系（当前类、父类、父接口）inheritence();/ 字段集合fieldList();/ 方法集合methodList();/ 属性集合attributeList();private void attributeList() throws IOException line();int attrLength = StreamUtils.read2(in);System.out.pri

5、ntln("共有"+attrLength+"个属性");for (int i=0;i<attrLength;i+) line();attribute();private void attribute() throws IOException int nameIndex = StreamUtils.read2(in); int length = StreamUtils.read4(in); b

6、yte info = StreamUtils.read(in, length);System.out.println("nameIndex:"+nameIndex);System.out.println("length:"+length);System.out.println("info:"+info);private void methodList() throws IOException int length = 

7、;StreamUtils.read2(in);System.out.println("共有"+length+"个方法");for (int i=0;i<length;i+)method();private void method() throws IOException System.out.println("-");int accessFlag = StreamUtils.read2(in);int nameIndex

8、 = StreamUtils.read2(in);int descriptorIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("accessFlag:"+accessFlag);System.out.println("nameIndex:"+nameIndex);System.out.println("descriptorIndex:"+descriptorIndex);attributeList();private void

9、 fieldList() throws IOException line();int length = StreamUtils.read2(in);System.out.println("共有"+length+"个字段");for (int i=0;i<length;i+) System.out.println("-");int accessFlag = StreamUtils.read2(in);i

10、nt nameIndex = StreamUtils.read2(in);int descriptorIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("accessFlag:"+accessFlag);System.out.println("nameIndex:"+nameIndex);System.out.println("descriptorIndex:"+descriptorIndex);attributeList();

11、private void inheritence() throws IOException line();int thisClassRef = StreamUtils.read2(in);int superClassRef = StreamUtils.read2(in);System.out.println("thisClassRef:"+thisClassRef);System.out.println("superClassRef:"+supe

12、rClassRef);int interfaceLen = StreamUtils.read2(in);System.out.println("接口数量："+interfaceLen);for (int i=0;i<interfaceLen;i+) int interfaceRef = StreamUtils.read2(in);System.out.println("interfaceRef:"+interfaceRef);private void

13、 accessFlag() throws IOException line();int accessFlag = StreamUtils.read2(in);System.out.println("accessFlag:0x"+Integer.toHexString(accessFlag)+"("+accessFlag+")");private void constantPool() throws IOException

14、60;new ConstantPoolParser(in).constPool();private void version() throws IOException line();int minorVersion = StreamUtils.read2(in);int majorVersion = StreamUtils.read2(in);System.out.println("版本："+majorVersion+"."+minor

15、Version);private void magicNumber() throws IOException line();int magic = StreamUtils.read4(in);System.out.println("魔数："+Integer.toHexString(magic).toUpperCase();private void line() System.out.println("-");ConstPoolParser负责常量

16、池的解析（因为常量池表较多，且数据量也较大，因此单独拉出来解析）package com.lixin;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;public class ConstPoolParser public static final int Utf8_info = 1;public static final int Integer_info = 

17、3;public static final int Float_info = 4;public static final int Long_info = 5;public static final int Double_info = 6;public static final int Class_info = 7;public static

18、0;final int String_info = 8;public static final int Fieldref_info = 9;public static final int Methodref_info = 10;public static final int InterfaceMethodref_info = 11;public static 

19、;final int NameAndType_info = 12;public static final int MethodHandle_info = 15;public static final int MethodType_info = 16;public static final int InvokeDynamic_info = 18;private Inpu

20、tStream in;public ConstPoolParser(InputStream in) this.in = in;public void constPool() throws IOException line();int length = StreamUtils.read2(in);System.out.println("共有"+length+"个常量");boolean doubleBytes

21、 = false;for (int i = 1; i < length; i+) if (doubleBytes) doubleBytes = false;continue;line();System.out.println("常量索引："+i);int flag = StreamUtils.read1(in);/System.out.println("标志:"+flag

22、);switch (flag) case Utf8_info:utf8Info();continue;case Integer_info:integerInfo();continue;case Float_info:floatInfo();continue;case Long_info:doubleBytes = true;longInfo();continue;case Double_info:doubleBytes = true;doubleInfo();continue;case

23、 Class_info:classInfo();continue;case String_info:stringInfo();continue;case Fieldref_info:fieldrefInfo();continue;case Methodref_info:methodrefInfo();continue;case InterfaceMethodref_info:interfaceMethodrefInfo();continue;case NameAndType_info:nameAndTypeInfo();continu

24、e;case MethodHandle_info:methodHandleInfo();continue;case MethodType_info:methodTypeInfo();continue;case InvokeDynamic_info:invokeDynamicInfo();continue;default:System.err.println(flag);throw new RuntimeException("unknown");private void line() System

25、.out.println("-");private void utf8Info() throws IOException int length = StreamUtils.read2(in);byte buf = StreamUtils.read(in, length);String s = new String(buf,0,buf.length);System.out.println("utf8Info表

26、：");System.out.println("值："+s);private void integerInfo() throws IOException System.out.println("integerInfo表：");int value = StreamUtils.read4(in);System.out.println("值："+value);private void floatInfo() throws&

27、#160;IOException System.out.println("floatInfo表：");int value = StreamUtils.read4(in);float f = FBitsToFloat(value);System.out.println("值："+f);private void longInfo() throws IOException System.out.println("lo

28、ngInfo表：");long value = StreamUtils.read8(in);System.out.println("值："+value);private void doubleInfo() throws IOException System.out.println("doubleInfo表：");long value = StreamUtils.read8(in);double d = Do

29、uble.longBitsToDouble(value);System.out.println("值："+d);private void classInfo() throws IOException System.out.println("classInfo表:");int index = StreamUtils.read2(in);System.out.println("index:" + index);private vo

30、id stringInfo() throws IOException System.out.println("stringInfo表:");int index = StreamUtils.read2(in);System.out.println("index:" + index);private void fieldrefInfo() throws IOException int classIndex

31、60;= StreamUtils.read2(in);int nameAndTypeIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("fieldrefInfo表:");System.out.println("classIndex:" + classIndex);System.out.println("nameAndTypeIndex:" + nameAndTypeIndex);private vo

32、id methodrefInfo() throws IOException int classIndex = StreamUtils.read2(in);int nameAndTypeIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("methodrefInfo表:");System.out.println("classIndex:" + classIndex);System.out.pr

33、intln("nameAndTypeIndex:" + nameAndTypeIndex);private void interfaceMethodrefInfo() throws IOException int classIndex = StreamUtils.read2(in);int nameAndTypeIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("interfaceMeth

34、odrefInfo表:");System.out.println("classIndex:" + classIndex);System.out.println("nameAndTypeIndex:" + nameAndTypeIndex);private void nameAndTypeInfo() throws IOException int nameIndex = StreamUtils.read2(in);int

35、0;typeIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("nameAndTypeInfo表:");System.out.println("nameIndex:" + nameIndex);System.out.println("typeIndex:" + typeIndex);private void methodHandleInfo() throws IOException

36、0;int referenceKind = StreamUtils.read1(in);int referenceIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("methodHandleInfo表：");System.out.println("referenceKind:"+referenceKind);System.out.println("referenceIndex:"+referenceIndex);private&

37、#160;void methodTypeInfo() throws IOException System.out.println("methodTypeInfo表：");int descriptorIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("descriptorIndex:"+descriptorIndex);private void invokeDynamicInfo() throws I

38、OException int bootstrapMethodAttrIndex = StreamUtils.read2(in);int nameAndTypeIndex = StreamUtils.read2(in);System.out.println("bootstrapMethodAttrIndex:"+bootstrapMethodAttrIndex);System.out.println("nameAndTypeIndex:"+nameAndTypeIndex);Stream

39、Utils负责从输入字节流中读取数据package com.lixin;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;public class StreamUtils public static int read1(InputStream in) throws IOException return in.read() & 0xff;public static int read2(InputStream in) throws IOExceptionreturn (read1(in) << 8) | read1(in);public static int read4(InputStream in) throws IOException return