class文件结构浅析（2）

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请先看上一篇：Class类文件结构浅析

上一篇讲的都是理论，下面我们亲自实践一下。

首先编写一个简单的java类：

public class Test{    private int m;    private String str;        public int func(int m,String str)    {        str += "OK";        m = 10;        return -1;    }        public static void main(String[] arg)    {        String str = "test";        int m = 20;        new Test().func(m,str);    }}

紧接着我们使用javac编译器将其编译为class字节码格式。这篇文章以分析这个类的字节码为主。分析之前先介绍两个工具，一个是winHex，16进制编辑器，可以以16进制的形式查看class源文件。另一个是jdk自带的反编译工具javap。我们可以一边分析16进制数据，一边对照着javap编译后的结果。

首先使用javap -verbose命令查看反编译结果。

C:\Users\Rowand jj\Desktop>javap -verbose TestClassfile /C:/Users/Rowand jj/Desktop/Test.class  Last modified 2014-5-2; size 616 bytes  MD5 checksum cfd6b2e7d9d99dda3b84d1dbe87ce657  Compiled from "Test.java"public class Test  SourceFile: "Test.java"  minor version: 0  major version: 51  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPERConstant pool:   #1 = Methodref          #11.#26        //  java/lang/Object."<init>":()V   #2 = Class              #27            //  java/lang/StringBuilder   #3 = Methodref          #2.#26         //  java/lang/StringBuilder."<init>":()V   #4 = Methodref          #2.#28         //  java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;   #5 = String             #29            //  OK   #6 = Methodref          #2.#30         //  java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;   #7 = String             #31            //  test   #8 = Class              #32            //  Test   #9 = Methodref          #8.#26         //  Test."<init>":()V  #10 = Methodref          #8.#33         //  Test.func:(ILjava/lang/String;)I  #11 = Class              #34            //  java/lang/Object  #12 = Utf8               m  #13 = Utf8               I  #14 = Utf8               str  #15 = Utf8               Ljava/lang/String;  #16 = Utf8               <init>  #17 = Utf8               ()V  #18 = Utf8               Code  #19 = Utf8               LineNumberTable  #20 = Utf8               func  #21 = Utf8               (ILjava/lang/String;)I  #22 = Utf8               main  #23 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V  #24 = Utf8               SourceFile  #25 = Utf8               Test.java  #26 = NameAndType        #16:#17        //  "<init>":()V  #27 = Utf8               java/lang/StringBuilder  #28 = NameAndType        #35:#36        //  append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;  #29 = Utf8               OK  #30 = NameAndType        #37:#38        //  toString:()Ljava/lang/String;  #31 = Utf8               test  #32 = Utf8               Test  #33 = NameAndType        #20:#21        //  func:(ILjava/lang/String;)I  #34 = Utf8               java/lang/Object  #35 = Utf8               append  #36 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;  #37 = Utf8               toString  #38 = Utf8               ()Ljava/lang/String;{  public Test();    flags: ACC_PUBLIC    Code:      stack=1, locals=1, args_size=1         0: aload_0         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V         4: return      LineNumberTable:        line 1: 0  public int func(int, java.lang.String);    flags: ACC_PUBLIC    Code:      stack=2, locals=3, args_size=3         0: new           #2                  // class java/lang/StringBuilder         3: dup         4: invokespecial #3                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V         7: aload_2         8: invokevirtual #4                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;        11: ldc           #5                  // String OK        13: invokevirtual #4                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;        16: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;        19: astore_2        20: bipush        10        22: istore_1        23: iconst_m1        24: ireturn      LineNumberTable:        line 8: 0        line 9: 20        line 10: 23  public static void main(java.lang.String[]);    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC    Code:      stack=3, locals=3, args_size=1         0: ldc           #7                  // String test         2: astore_1         3: bipush        20         5: istore_2         6: new           #8                  // class Test         9: dup        10: invokespecial #9                  // Method "<init>":()V        13: iload_2        14: aload_1        15: invokevirtual #10                 // Method func:(ILjava/lang/String;)I        18: pop        19: return      LineNumberTable:        line 15: 0        line 16: 3        line 17: 6        line 18: 19}

大家可能看的有点晕，不要紧，我们一步一步来分析。下面我们使用winhex打开Test.class文件：

准备工作都做好了，下面开始分析吧。如果你对class文件一无所知，请先阅读上一篇文章。

通过上一篇文章，我们了解了class文件的基本结构，首先来回顾一下，class文件是由一组以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的排列在一起，中间没有任何分隔符。class文件格式以一种类似c语言结构体的伪结构存储，这种伪结构只有两种数据类型：

无符号数和表，无符号数是基本数据类型，以u1 u2 u4 u8代表1字节 2字节 4字节 8字节，表是由多个无符号数或者其他表构成的复合结构。整个class文件就是一张表，其结构如下：

ClassFile {    u4 magic;//魔数(0xCAFEBABE)    u2 minor_version;//次版本号    u2 major_version;//主版本号    u2 constant_pool_count;//常量池容量计数值    cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];//常量池    u2 access_flags;//访问标志    u2 this_class;//类索引    u2 super_class;//父类索引    u2 interfaces_count;//接口计数器    u2 interfaces[interfaces_count];//接口索引集合    u2 fields_count;//字段计数器    field_info fields[fields_count];//字段表    u2 methods_count;//方法计数器    method_info methods[methods_count];//方法表    u2 attributes_count;//属性表计数器    attribute_info attributes[attributes_count];//属性表集合}

下面看头四个字节，正好是0xCAFEBABE,即所谓的魔数。紧接着四个字节是0x0000 0033，对应10进制为51，这代表当前class文件的版本号，查表后发现是JDK1.7.0。

接下来就是所谓的常量池了，首先是常量池计数器，值为0x0027，对应10进制为39，说明一共有38项常量（第0项保留），对照javap反编译后的汇编代码也可以证实（#38）。

常量池中的项目类型以一个u1类型的tag标识，比如0x0A(offset为0000 000A)，十进制为10，这个tag代表的是CONSTANT_Methodref_info类型（查表可知），表示对类中方法的符号引用，

紧接着两个字节（u2）为类描述符索引，值为0x000B（第11项常量池数据项），再接着的两个字节是名称和类型描述符，值为0x001A（第26项常量池数据项）。这四个字节都引用了常量池其他数据项。反编译的结果如下，可以看到方法的类描述符为java/lang/Object,名称和类型描述符"<init>":<v>.

第一项常量分析完毕，咱们往下看，紧接着一个字节是0x07，该tag对应的表是CONSTANT_Class_info类型：

所以紧随其后的两个字节为指向全限定名的常量项的索引，值为0x001B,指向常量池第27项常量，如下：

可以发现第27项常量的头一个字节为0x01，即CONSTANT_Utf8_info：

所以接下来的两个字节为字符串所占的字节数，0x0017，即十进制的23，所以接下来的23个字节即为字符串值，查看winhex可知，值为：java/lang/StringBuilder：

对照一下汇编代码：

说明我们解读没有任何问题。第二项常量分析完毕，看第三项，tag值为0x0A，又是一个

CONSTANT_Methodref_info，按照上面的分析流程分析....

由于常量池太过庞大，这里仅分析到这，后面的大家可以自己分析，然后对照汇编代码验证你的分析结果。

常量池之后的表项为access_flags，即访问标志，占两个字节（u2）。如何在winhex中找到两个字节呢？这里有个技巧，通过刚才的汇编代码发现常量池最后一项常量为#38，该常量后即为访问标志位：

在winhex中找到这个串：

所以红色圈出来的两个字节即为访问标志，0x0021。这正好是0x0020|0x0001（查表）,所以访问标志为ACC_PUBLIC,ACC_SUPER，查看汇编代码：

验证了我们的解析结果，是不是很简单？

接下来分别是this_class和super_class即本类索引和父类索引，

this_class值为0x0008,类索引为8，即常量池的第8项：

super_class值为0x000B,类索引为11,即常量池的第11项：

可以清晰的看出类名为Test，父类为Object！

接下来是接口计数器，值为0x0000，代表这个类没有实现任何接口。

至此，我们分析完了类索引，父类索引，接口索引。

下面到了字段表集合了。首先两个字节为字段表计数器，值为0x0002：

有两个字段，咱只分析第一个字段。头两个字节0x0002为访问标志，对应的是private：

紧接着两个字节为字段简单名称，0x000C,指向常量池的第12项，值为m。然后0x000D为字段描述符,指向常量池的第13项，值为I，代表Int，最后两个字节为属性表，值为0x0000，到这里我们可以推测源文件中有个私有成员变量定义：private int m,与事实相符！接下来第二个字段为private String str。

字段表分析到这，接下来是方法表，其实方法表跟字段表格式是基本一致的，按照上面流程即可，首先是方法表计数器0x0003，代表有三个方法（多的那个方法是<init>方法）,看第一个,访问标志位0x0001，对应的是public，然后名称索引位0x0010，指向第16项常量，这是名称索引：

然后是0x0011，为描述符索引：

即为init方法。

好了，方法表就分析到这了。整个class文件也分析的差不多了，相信大家看完之后对class文件结构会有进一步的了解的！