一直想成為一名優秀的架構師的我，轉眼已經工作快兩年了，對於java內核了解甚少，閑來時間，看看JVM，吧自己的一些研究寫下來供大家參考，有不對的地方請指正。

廢話不多說，一起來看看JVM中類文件是如何加載和運行的。

（1）首先，編寫簡單代碼，對其編譯生成的class文件進行研究，其java代碼如下：

 1 public class test {
 2     private static int count = 0;
 3     public static void recursion(){
 4         count++;
 5         recursion();
 6     }
 
 7 
 8     public  static  void  main (String args[]){
 9         try {
10             recursion();
11         }catch (Exception ex){
12             System.out.print("deep of callings:"+count+"\n");
13             ex.printStackTrace();
14         }
15     }
16 }

編譯之後，用WinHex軟件打開其class文件，可以看到其編譯的十六進制文件如下：

　　按照上圖分析，開頭的前4個字節，是魔數（類似於拼音“咖啡寶貝”），它的用處是標識該文件是否能被java虛擬機識別；

　　緊接著魔數的4個字節，前兩字節0x00代表次版本號（小數點之後的數字），後兩字節0x0033代表是class文件的主版本號，換算成十進制是51，標識是JDK1.7可識別的版本（不同的版本可以查看class文件版本號表如下：）

　　在主版本號字節之後的是常量池，可以理解為Class文件的資源倉庫，存儲著與class文件相關的數據項。由於不同class文件，常量池數量不同，常量池入口放置兩個字節的數據（0x0028）為常量池計數器。十六進制的0x0028為十進制的40（地址偏移量），代表常量池中有39個常量，索引範圍為1-40（註：java僅限於class文件結構中容量計數器是從1開始的，java的設計者將索引0拿出來是有特殊考慮的，用來表示不引用任何一個常量池中的項）。

　　常量池中，存放兩類數據：（1）字面量：可以理解為java中的常量，例如：字符串、final修飾常量等。

　　　　　　　　　　　　　　（2）符號引用：主要包括①類、接口的全限定名②字段的名稱和描述符③方法的名稱和描述符

　　在常量池裏，存儲常量結構如下：u1（常量標誌位，用於指明常量的類型，可以查看如下常量池項目類型對應表）+常量信息

　　讓我們以上述class文件為例，索引為1的常量標誌位是0x0A（十進制為10），對應上表中的CONSTANT_Methoddef_info類型的常量，參考常量結構表如下圖（在jdk1.7中新增了tag=15/16/18的常量類型，更好的支持動態語言的調用，此處就不列舉了），

　　該class文件中，常量池裏索引為1的常量（const#1），項目類型標識符為0x0A，二進制為10，查詢上表，代表著類方法的符號引用。緊接著兩個u2字符代表該常量的信息內容，其中方法描述符0x0006為#6常量，名稱及類型描述為0x001A指向#26常量。

　　緊跟其後的是索引為2的常量（const#2），其標誌符為0x09（十進制為9），是字段的符號引用，緊接著的兩個u2字符代表其引用索引ID，方法的類描述符指向#27常量，字段描述符指向#28常量；

　　分析了以上兩個字節之後，這裏就不一一分析後面的常量了，有興趣的可以自己分析下。其他的常量池用jdk自帶的javap進行生成，在windows中打開cmd（安裝jdk並配置環境變量），輸入：javap -verbose class文件路徑，可以看到編譯之後的常量池如下：

　　將上述class文件中常量池部分標記圖如下，紅色框代表一個常量池中的項，依次編號為1-39，

　　我們將上圖和javap生成的常量內容對比一下，以const#9為例，#9項為：0x01 （utf8類型） 0x0006（占用字節） 0x3C 0x69 0x6E 0x69 0x74 0x3E（項內容），我們對項內容進行在線轉換，將十六進制轉換ASCII碼值，得到該常量表示：<init>,如下圖：

　　與javap生成的常量文件對比，發現兩者完全一致。對字節碼有興趣的朋友可以逐個試一試。

　　在常量池區域結束之後，緊接著的一個u2（兩個字節）類型的字符代表訪問標誌，它用於識別類或者接口的訪問信息，例如：class是類還是接口，訪問是private還是public等。訪問標誌表如下圖：

　　在上述文件中，訪問標誌為：，即：0x0021，對照上表，只有ACC_PUBLIC和ACC_SUPER為真，其他幾項為假。該類為public 能夠使用invoke指令。

　　跟在訪問標誌之後的分別是類索引、父類索引。由於java不允許多繼承，所以類索引和父類索引是一個u2類型的數據。在上述文件中，類索引為#5常量（TestClass），父類索引為#6常量（java/lang/Object）;

　　緊接著類索引和父類索引的是接口索引信息。在java中一個類可以實現多個接口，所以用u2類型的數據集合來表示接口索引。在接口索引的入口，有一項u2類型的接口計數器，計數器為0表示接口的索引表不占用任何字節。

　　在接口相關描述信息之後的，是字段表集合，用於描述類或者接口中申明的變量（註：此處的變量是指類或者接口級變量，即類變量或者實例級變量，而不包括方法中的局部變量）。這些字段通常包含哪些信息呢？通常有：字段訪問域（private、public、protected等）+是實例變量還是類變量（Static）+是否可修改（final）+並發可見性（volatitle，用volatile修飾的變量，線程在每次使用變量的時候，都會讀取變量修改後的最終的值）+可否序列化（transient）+字段類型（基本類型、對象、數組）+字段名稱。在JVM中，字段表結構如下：

　　我們來看，字段表集合的入口u2類型數據項是字段表的容量計數器為（0x0001），表示只有一個字段項。緊接著字段表容量計數器的u2類型的數據為0x0002，參考下表，表示該字段為private。字段名稱為0x0007，其值為“m”，描述信息0x0008，其值為“I”，可以推斷，原代碼的定義字段為：“private int m”；

　　通常而言，在字段描述之後還有一些屬性表信息存儲額外的信息，在以上class文件中，屬性計數器位0x0000，表示沒有額外的屬性信息。

　　在字段表之後的是方法表集合，其表示方法與字段信息表幾乎一致。其結構如下表：

　　但是，方法表的修飾屬性比字段表要多，例如：方法有abstract、synchronize等。在方法表的入口，同樣也有一個方法容量計數器，占用u2字節。在上述class中，方法的計數器為，即0x0003表示有三個方法。

　　第一個方法，function#1的第一、二、三、四、五項u2數據項分別為：0x0001、0x0009、0x000A、0x0001、0x000B，代表方法為public、方法名指向const#9（"<init>"）、方法描述為const#10（“（）V”）、含有一個屬性、該屬性指向const#11（“Code”）屬性，java呈現方法體重的代碼經過javac編譯之後，就存儲在Code屬性裏。

　　（ps：今天的class文件探索就寫到這裏，過幾天接著寫...休息一下）

JVM中class文件探索與解析（一）