本文主要基于Java SE 8 版本的Java虚拟机规范。
Java Class File Format
Java虚拟机规范
https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html
Java SE 8 虚拟机规范
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/jvms8.pdf
工欲善其事，必先利其器。
参考书 《Java虚拟机规范（Java SE 8版）》
https://book.douban.com/subject/26418340/
IDEA插件 - BinEd
Binary/hexadecimal editor plugin based on BinEd library.
- Use “Open as Binary” action in main “File” menu or in project files context menu.
- Use “View as Binary” action in context menu in variables/debug window.
- Associate file extension with Binary File file type in Options/Editor/File Types
基于BinEd库的二进制/十六进制编辑插件。
- 在"File"主菜单或项目文件上下文菜单下使用 "Open as Binary"行动.
- 在上下文菜单中使用"View as Binary"行动在变量/调试窗口
- 将文件扩展名与二进制文件文件类型选项/编辑/文件类型
IDEA插件 - JClassLib
jclasslib is a bytecode viewer for Java class files。
jclasslib是一个查看Java类文件字节码的浏览器。
Class File Format
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];
}
Magic Number
Magic Number长度为4字节，通过固定值：0xCAFEBABE来表示这是一个java class文件。
Minor Version、Major Version
Minor Version和Major Version都是2字节，用来表示class文件的副、主版本。
Java8的Major Version是0x0034(十进制为52)，Java7的Major Version是0x0033(十进制为51)。
Constant Pool Count、Constant Pool
Constant Pool Count和Constant Pool组成了常量池，Constant Pool Count用来表示常量池中常量的数量，Constant Pool是长度为Constant Pool Count减一的数组。
** 常量池的编号为从1开始的，默认存在一个表示空指向的编号0。
常量池中的所有项通用格式
cp_info {
u1 tag;
u1 info[];
}
todo 规范上tag项有14种，具体懒得写了，有空补上。
Access Flags
Access Flags的长度为2字节，是一种由标志所构成的掩码，用来表示类的访问权限以及其他属性。
| Flag Name 1 | Value | Interpretation 含义 |
|---|---|---|
| ACC_PUBLIC | 0x0001 | 声明 public; 可以从包外访问。 |
| ACC_FINAL | 0x0010 | 声明 final; 不允许有子类。 |
| ACC_SUPER | 0x0020 | 当用到invokespecial指令时，需要对父类方法做特殊处理。JDK1.0.2之后编译出来的必须为真。 |
| ACC_INTERFACE | 0x0200 | 是接口，而不是一个类。 |
| ACC_ABSTRACT | 0x0400 | 声明 abstract; 不能被实例化。 |
| ACC_SYNTHETIC | 0x1000 | 声明 synthetic; 编译器自动生成，非用户代码生成。 |
| ACC_ANNOTATION | 0x2000 | 声明annotation类型。 |
| ACC_ENUM | 0x4000 | 声明enum类型。 |
this_class、super_class
this_class和super_class长度都是2个字节，里面存了一个常量表索引，通过这个索引可以找到一个CONSTANT_Class_info常量。两者不同的是this_class表示类名，而super_class表示父类类名。
interfaces_count、interfaces
和this_class差不多，因为接口可以多实现，所以有interfaces_count计数。interfaces是一组常量表索引，通过索引可以找到对应的CONSTANT_Class_info常量。
fields_count、fields
fields_count的值表示当前 Class 文件 fields[]数组的成员个数。 fields[]数组中每一项都是一个field_info结构的数据项，它用于表示该类或接口声明的类字段或者实例字段。
fields[]数组描述当前类或接口声明的所有字段，但不包括从父类或父接口继承的部分。
field_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
methods_count、methods
methods_count的值表示当前Class 文件 methods[]数组的成员个数。Methods[]数组中每一项都是一个 method_info 结构的数据项，用于表示当前类或接口中某个方法的完整描述。
如果某个method_info 结构的access_flags 项既没有设置 ACC_NATIVE 标志也没有设置ACC_ABSTRACT 标志，那么它所对应的方法体就应当可以被 Java 虚拟机直接从当前类加载，而不需要引用其它类。
method_info结构可以表示类和接口中定义的所有方法，包括实例方法、类方法、实例初始化方法方法和类或接口初始化方法方法 。
methods[]数组只描述当前类或接口中声明的方法，不包括从父类或父接口继承的方法。
method_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
只要不是NATIVE或ABSTRACT方法，那这个函数的attributes里面肯定有一个Code，Code的attributes里面又有LineNumberTable_attribute(行数表)和LocalVariableTable_attribute(本地变量表)。
Code_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 max_stack;
u2 max_locals;
u4 code_length;
u1 code[code_length];
u2 exception_table_length;
{ u2 start_pc;
u2 end_pc;
u2 handler_pc;
u2 catch_type;
} exception_table[exception_table_length];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
LineNumberTable_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 line_number_table_length;
{ u2 start_pc;
u2 line_number;
} line_number_table[line_number_table_length];
}
LocalVariableTable_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 local_variable_table_length;
{ u2 start_pc;
u2 length;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 index;
} local_variable_table[local_variable_table_length];
}
attributes_count、attributes
attributes_count的值表示当前 Class 文件attributes表的成员个数。attributes表中每一项都是一个attribute_info结构。
attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}
attribute_info只是一个通用模型，比如SourceFile_attribute实际长这样。
SourceFile_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 sourcefile_index;
}
