java class类结构-白红宇

java class类结构

阅读量：4146 次

发布时间：2019-05-25

本文共 14053 字，大约阅读时间需要 46 分钟。

class文件格式如下：

Java代码

相信学java的人都对new Object();创建对象都很熟悉，但想要真正了解原理就没那么容易！以以下例子为例，解释class代码及执行过程，如有错误，还望各位高手多多指教！

public class Dog {

public String name;

public int age;

public Dog() {

}

public Dog(String name)

{

this.name = name;

}

public Dog(String name, int age)

{

this.name = name;

this.age = age;

}

public static void getStaticValue(int j)

{

int i=j;

System.out.println(i);

}

public void getValue(int j)

{

int i=j;

System.out.println(i);

}

public static void main(String[] args) {

try {

new Dog().getValue(10);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

如上代码很简单，main方法加上try catch只是为了让大家看一下java文件生产字节码是怎么样的

执行javac Dog.java文件，生成class文件。然后使用javap -verbose Dog反编译出class代码。

生成如下代码：

view plaincopy to clipboardprint?

Compiled from "Dog.java"

public class Dog extends java.lang.Object

SourceFile: "Dog.java"

minor version: 0 // minor version: major version:这两个是表示class文件的版本号，

major version: 50 //详细见http://blog.csdn.net/xiaxiaorui2003/archive/2009/07/07/4327029.aspx这位兄弟的blog

Constant pool: //常量池，如下以const开头的都是常量池信息,每个class文件都有一些常量池信息

//当线程调用一个方法的时候，jvm会开辟一个帧出来，这个帧包括操作栈、局部变量列表、常量池的引用

//如下以#开头的表示偏移量编号，相当于id号，接下来解释如下代码的作用

如下 #11.#31; 这段代码什么作用呢？很简单，就是表示创建Object对象。

首先来看.号左边的#11，找到常量池中#11，跳到const #11 = class #42; // java/lang/Object

这个表示是一个Object类型，class后面的 #42;表示接下来要跳到常量池中#42

找到const #42 = Asciz java/lang/Object; 表示生成Object类型

接下来看.号右边的#31。

const #31 = NameAndType #16:#17; //解释：这里指定到#16 #17

const #16 = Asciz <init>;

const #17 = Asciz ()V; //解释：到这里完成初始化工作

//NameAndType表示名字和类型调用构造方法的Name都是<init>， V表示没有返回值，() 括号里面是空的表示没有参数

//到这里完成Dog

如下有：

Method //方法

Field //类名.属性

class //类型

Asciz //方法签名

NameAndType //变量名和类型

java类型对应的class文件方法签名的标识符：

invokespecial //调用构造方法、父类方法

invokevirtual //调用普通方法（非构造方法、static方法）

invokestatic //调用static方法

Ljava/lang/String;; //这表示String类型，这里要全路径，java/lang/String;;前面的L表示非java八大基本类型

void V

int char byte short long float double 都是类型第一个字母（大写）

boolean 比较特别，用Z表示，因为B被byte给占用了

const #1 = Method #11.#31; // java/lang/Object."<init>":()V 解释：初始化Object

const #2 = Field #6.#32; // Dog.name:Ljava/lang/String; Dog类中定义的String name

const #3 = Field #6.#33; // Dog.age:I Dog类中定义的int age

const #4 = Field #34.#35; // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

const #5 = Method #36.#37; // java/io/PrintStream.println:(I)V 解释：调用println(int value)， V表示返回值是void

const #6 = class #38; // Dog

const #7 = Method #6.#31; // Dog."<init>":()V 解释：初始化Dog，调用构造函数，"<init>"是初始化标识符， V表示返回值是void

const #8 = Method #6.#39; // Dog.getValue:(I)V 解释：调用getValue(int j)方法， V表示返回值是void

const #9 = class #40; // java/lang/Exception

const #10 = Method #9.#41; // java/lang/Exception.printStackTrace:()V

const #11 = class #42; // java/lang/Object

const #12 = Asciz name;

const #13 = Asciz Ljava/lang/String;;

const #14 = Asciz age;

const #15 = Asciz I;

const #16 = Asciz <init>;

const #17 = Asciz ()V;

const #18 = Asciz Code;

const #19 = Asciz LineNumberTable;

const #20 = Asciz (Ljava/lang/String;)V;

const #21 = Asciz (Ljava/lang/String;I)V;

const #22 = Asciz getStaticValue;

const #23 = Asciz (I)V;

const #24 = Asciz getValue;

const #25 = Asciz main;

const #26 = Asciz ([Ljava/lang/String;)V;

const #27 = Asciz StackMapTable;

const #28 = class #40; // java/lang/Exception

const #29 = Asciz SourceFile;

const #30 = Asciz Dog.java;

const #31 = NameAndType #16:#17;// "<init>":()V

const #32 = NameAndType #12:#13;// name:Ljava/lang/String;

const #33 = NameAndType #14:#15;// age:I

const #34 = class #43; // java/lang/System

const #35 = NameAndType #44:#45;// out:Ljava/io/PrintStream;

const #36 = class #46; // java/io/PrintStream

const #37 = NameAndType #47:#23;// println:(I)V

const #38 = Asciz Dog;

const #39 = NameAndType #24:#23;// getValue:(I)V

const #40 = Asciz java/lang/Exception;

const #41 = NameAndType #48:#17;// printStackTrace:()V

const #42 = Asciz java/lang/Object;

const #43 = Asciz java/lang/System;

const #44 = Asciz out;

const #45 = Asciz Ljava/io/PrintStream;;

const #46 = Asciz java/io/PrintStream;

const #47 = Asciz println;

const #48 = Asciz printStackTrace;

{

public java.lang.String name;

public int age;

//如下的Locals表示方法内局部变量个数，该例中是1，有些人疑惑的是Dog()中明明没有参数啊，应该是0啊！

//当线程调用一个方法的时候，jvm会开辟一个帧出来，这个帧包括操作栈、局部变量列表、常量池的引用

//非static方法，在调用的时候都会给方法默认加上一个当前对象（this）类型的参数，不需要在方法中定义，

//这个时候局部变量列表中index为0的位置保存的是this，其他索引号按变量定义顺序累加

//static方法不依赖对象，所以不用传this

//Args_size表示参数个数，public Dog();会传一个this进去，所以value是1

public Dog();

Code:

Stack=1, Locals=1, Args_size=1

0: aload_0 //加载局部变量表index为0的变量，在这里是this

1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V //调用构造方法

4: return

LineNumberTable:

line 6: 0

line 7: 4

//这个构造方法与上个构造方法也是同理，只是多少个String参数和给name赋值

public Dog(java.lang.String);

Code:

Stack=2, Locals=2, Args_size=2

0: aload_0

1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

//这里的#1;表示对常量池的引用，创建一个类，必须先初始化父类，创建Dog之前创建Object

4: aload_0 //加载局部变量表index为0的变量，在这里是this

5: aload_1 //加载局部变量表index为1的变量，在这里是String name局部变量

6: putfield #2; //Field name:Ljava/lang/String; 赋值操作

9: return

LineNumberTable:

line 10: 0

line 11: 4

line 12: 9

public Dog(java.lang.String, int);

Code:

Stack=2, Locals=3, Args_size=3

0: aload_0

1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

4: aload_0

5: aload_1

6: putfield #2; //Field name:Ljava/lang/String;

9: aload_0

10: iload_2

11: putfield #3; //Field age:I

14: return

LineNumberTable:

line 15: 0

line 16: 4

line 17: 9

line 18: 14

//这里的Args_size=1，是因为是static方法，不会传进this

public static void getStaticValue(int);

Code:

Stack=2, Locals=2, Args_size=1

0: iload_0

1: istore_1 //istore_1其实是是有两部分组成，i表示int类型，1表示局部变量表中index为1。那合起来就是存储在局部变量表中，index为1的位置

2: getstatic #4; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; //引用常量池 #4;

5: iload_1

6: invokevirtual #5; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V //引用常量池 #5;

9: return

LineNumberTable:

line 21: 0

line 22: 2

line 23: 9

public void getValue(int);

Code:

Stack=2, Locals=3, Args_size=2

0: iload_1

1: istore_2

2: getstatic #4; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

5: iload_2

6: invokevirtual #5; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V

9: return

LineNumberTable:

line 26: 0

line 27: 2

line 28: 9

public static void main(java.lang.String[]);

Code:

Stack=2, Locals=2, Args_size=1

0: new #6; //class Dog 解释：创建Dog

3: dup //复制引用到stack（栈）

4: invokespecial #7; //Method "<init>":()V

7: bipush 10 //压入一个常量10

9: invokevirtual #8; //Method getValue:(I)V

12: goto 20

15: astore_1

16: aload_1

17: invokevirtual #10; //Method java/lang/Exception.printStackTrace:()V

20: return

Exception table:

from to target type

0 12 15 Class java/lang/Exception //表示上面代码从1到12行之间如果发生Exception异常就goto到15处

LineNumberTable:

line 32: 0

line 35: 12

line 33: 15

line 34: 16

line 36: 20

//如下这块我不太理解什么意思，加了try catch之后才出现这个的，还有如上的 Stack= ，

//这个不知道是什么意思，暂没有领悟 ,望高手指导

StackMapTable: number_of_entries = 2

frame_type = 79 /* same_locals_1_stack_item */

stack = [ class java/lang/Exception ]

frame_type = 4 /* same */

}

相信学java的人都对new  Object();创建对象都很熟悉，但想要真正了解原理就没那么容易！以以下例子为例，解释class代码及执行过程，如有错误，还望各位高手多多指教！public class Dog {	public String name;	public int age;	public Dog() {	}	public Dog(String name)	{		this.name = name;	}	public Dog(String name, int age)	{		this.name = name;		this.age = age;	}	public static void  getStaticValue(int j)	{		int i=j;		System.out.println(i);	}	public  void  getValue(int j)	{		int i=j;		System.out.println(i);	}	public static void main(String[] args) {		try {			new Dog().getValue(10);		} catch (Exception e) {			e.printStackTrace();		}	}} 如上代码很简单，main方法加上try catch只是为了  让大家看一下java文件生产字节码是怎么样的执行javac  Dog.java文件，生成class文件。然后使用javap -verbose Dog反编译出class代码。生成如下代码：view plaincopy to clipboardprint?Compiled from "Dog.java"  public class Dog extends java.lang.Object     SourceFile: "Dog.java"    minor version: 0   // minor version: major version:这两个是表示class文件的版本号，                              major version: 50   //详细见http://blog.csdn.net/xiaxiaorui2003/archive/2009/07/07/4327029.aspx这位兄弟的blog         Constant pool:      //常量池，如下以const开头的都是常量池信息,每个class文件都有一些常量池信息                        //当线程调用一个方法的时候，jvm会开辟一个帧出来，这个帧包括操作栈、局部变量列表、常量池的引用                        //如下以#开头的表示偏移量编号，相当于id号，接下来解释如下代码的作用       如下 #11.#31; 这段代码什么作用呢？很简单，就是表示创建Object对象。   首先来看.号左边的#11，找到常量池中#11，跳到const #11 = class       #42;    //  java/lang/Object   这个表示是一个Object类型，class后面的 #42;表示接下来要跳到常量池中#42  找到const #42 = Asciz       java/lang/Object;  表示生成Object类型   接下来看.号右边的#31。   const #31 = NameAndType #16:#17;     //解释：这里指定到#16 #17   const #16 = Asciz       
   
    ;   const #17 = Asciz       ()V;      //解释：到这里完成初始化工作         //NameAndType表示名字和类型   调用构造方法 的Name都是
    
     ，   V表示没有返回值     ，()  括号里面是空的表示没有参数   //到这里完成Dog   //   如下有  ：   Method   //方法   Field   //类名.属性   class   //类型   Asciz   //方法签名   NameAndType   //变量名和类型     java类型对应的class文件方法签名的标识符：   invokespecial  //调用构造方法、父类方法   invokevirtual  //调用普通方法（非构造方法、static方法）   invokestatic   //调用static方法     Ljava/lang/String;;  //这表示String类型，这里要全路径，java/lang/String;;前面的L表示非java八大基本类型   void V   int char byte short long float double 都是类型第一个字母（大写）   boolean 比较特别，用Z表示  ，因为B被byte给占用了       const #1 = Method       #11.#31;        //  java/lang/Object."
     
      ":()V     解释：初始化Object     const #2 = Field        #6.#32; //  Dog.name:Ljava/lang/String;      Dog类中定义的String name   const #3 = Field        #6.#33; //  Dog.age:I        Dog类中定义的int age   const #4 = Field        #34.#35;        //  java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;   const #5 = Method       #36.#37;        //  java/io/PrintStream.println:(I)V      解释：调用println(int value)， V表示返回值是void   const #6 = class        #38;    //  Dog   const #7 = Method       #6.#31; //  Dog."
      
       ":()V     解释：初始化Dog，调用构造函数，"
       
        "是初始化标识符， V表示返回值是void   const #8 = Method       #6.#39; //  Dog.getValue:(I)V      解释：调用getValue(int j)方法， V表示返回值是void   const #9 = class        #40;    //  java/lang/Exception   const #10 = Method      #9.#41; //  java/lang/Exception.printStackTrace:()V   const #11 = class       #42;    //  java/lang/Object   const #12 = Asciz       name;   const #13 = Asciz       Ljava/lang/String;;   const #14 = Asciz       age;   const #15 = Asciz       I;   const #16 = Asciz       
        
         ; const #17 = Asciz ()V; const #18 = Asciz Code; const #19 = Asciz LineNumberTable; const #20 = Asciz (Ljava/lang/String;)V; const #21 = Asciz (Ljava/lang/String;I)V; const #22 = Asciz getStaticValue; const #23 = Asciz (I)V; const #24 = Asciz getValue; const #25 = Asciz main; const #26 = Asciz ([Ljava/lang/String;)V; const #27 = Asciz StackMapTable; const #28 = class #40; // java/lang/Exception const #29 = Asciz SourceFile; const #30 = Asciz Dog.java; const #31 = NameAndType #16:#17;// "
         
          ":()V const #32 = NameAndType #12:#13;// name:Ljava/lang/String; const #33 = NameAndType #14:#15;// age:I const #34 = class #43; // java/lang/System const #35 = NameAndType #44:#45;// out:Ljava/io/PrintStream; const #36 = class #46; // java/io/PrintStream const #37 = NameAndType #47:#23;// println:(I)V const #38 = Asciz Dog; const #39 = NameAndType #24:#23;// getValue:(I)V const #40 = Asciz java/lang/Exception; const #41 = NameAndType #48:#17;// printStackTrace:()V const #42 = Asciz java/lang/Object; const #43 = Asciz java/lang/System; const #44 = Asciz out; const #45 = Asciz Ljava/io/PrintStream;; const #46 = Asciz java/io/PrintStream; const #47 = Asciz println; const #48 = Asciz printStackTrace; { public java.lang.String name; public int age; //如下的Locals表示方法内局部变量个数，该例中是1，有些人疑惑的是Dog()中明明没有参数啊，应该是0啊！ //当线程调用一个方法的时候，jvm会开辟一个帧出来，这个帧包括操作栈、局部变量列表、常量池的引用 //非static方法，在调用的时候都会给方法默认加上一个当前对象（this）类型的参数，不需要在方法中定义， //这个时候局部变量列表中index为0的位置保存的是this，其他索引号按变量定义顺序累加 //static方法不依赖对象，所以不用传this //Args_size表示参数个数，public Dog();会传一个this进去，所以value是1 public Dog(); Code: Stack=1, Locals=1, Args_size=1 0: aload_0 //加载局部变量表index为0的变量，在这里是this 1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."
          
           ":()V //调用构造方法 4: return LineNumberTable: line 6: 0 line 7: 4 //这个构造方法与上个构造方法也是同理，只是多少个String参数和 给name赋值 public Dog(java.lang.String); Code: Stack=2, Locals=2, Args_size=2 0: aload_0 1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."
           
            ":()V //这里的#1;表示对常量池的引用，创建一个类，必须先初始化父类，创建Dog之前创建Object 4: aload_0 //加载局部变量表index为0的变量，在这里是this 5: aload_1 //加载局部变量表index为1的变量，在这里是String name局部变量 6: putfield #2; //Field name:Ljava/lang/String; 赋值操作 9: return LineNumberTable: line 10: 0 line 11: 4 line 12: 9 public Dog(java.lang.String, int); Code: Stack=2, Locals=3, Args_size=3 0: aload_0 1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."
            
             ":()V 4: aload_0 5: aload_1 6: putfield #2; //Field name:Ljava/lang/String; 9: aload_0 10: iload_2 11: putfield #3; //Field age:I 14: return LineNumberTable: line 15: 0 line 16: 4 line 17: 9 line 18: 14 //这里的Args_size=1，是因为是static方法，不会传进this public static void getStaticValue(int); Code: Stack=2, Locals=2, Args_size=1 0: iload_0 1: istore_1 //istore_1其实是是有两部分组成，i表示int类型 ，1表示局部变量表中index为1。那合起来就是存储在局部变量表中，index为1的位置 2: getstatic #4; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; //引用常量池 #4; 5: iload_1 6: invokevirtual #5; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V //引用常量池 #5; 9: return LineNumberTable: line 21: 0 line 22: 2 line 23: 9 public void getValue(int); Code: Stack=2, Locals=3, Args_size=2 0: iload_1 1: istore_2 2: getstatic #4; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 5: iload_2 6: invokevirtual #5; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V 9: return LineNumberTable: line 26: 0 line 27: 2 line 28: 9 public static void main(java.lang.String[]); Code: Stack=2, Locals=2, Args_size=1 0: new #6; //class Dog 解释：创建Dog 3: dup //复制引用到stack（栈） 4: invokespecial #7; //Method "
             
              ":()V 7: bipush 10 //压入一个常量10 9: invokevirtual #8; //Method getValue:(I)V 12: goto 20 15: astore_1 16: aload_1 17: invokevirtual #10; //Method java/lang/Exception.printStackTrace:()V 20: return Exception table: from to target type 0 12 15 Class java/lang/Exception //表示上面代码从1到12行之间如果发生Exception异常就goto到15处 LineNumberTable: line 32: 0 line 35: 12 line 33: 15 line 34: 16 line 36: 20 //如下这块我不太理解什么意思，加了try catch之后才出现这个的，还有如上的 Stack= ， //这个不知道是什么意思，暂没有领悟 ,望高手指导 StackMapTable: number_of_entries = 2 frame_type = 79 /* same_locals_1_stack_item */ stack = [ class java/lang/Exception ] frame_type = 4 /* same */ }