java虚拟机基础知识大全 java虚拟机运行原理

任何一个Class文件都对应着唯一的一个类或接口的定义信息[插图],但是反过来说,类或接口并不一定都得定义在文件里(譬如类或接口也可以动态生成,直接送入类加载器中) 。
《Java虚拟机规范》
根据《Java虚拟机规范》的规定,Class文件格式采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据,这种伪结构中只有两种数据类型:“无符号数”和“表” 。
无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值 。
表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型,为了便于区分,所有表的命名都习惯性地以“_info”结尾 。
字节码由10部分组成,依次是魔数、版本号、常量池、访问权限、类索引、父类索引、接口索引、字段表索引、方法、 。
魔数 每个Class文件的头4个字节被称为魔数(Magic ),它的唯一作用是确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件
1个十六进制数对应 4 位 二进制数,那么 一共 8 个十六进制数,一共需要 32 位二进制数,对应就是 4 个字节
版本号 由(次版本号)(主版本号) 组成各占两个字节
常量池 Class文件结构中与其他项目关联最多的数据,通常也是占用Class文件空间最大的数据项目之一,另外,它还是在Class文件中第一个出现的表类型数据项目 。
常量池中主要存放两大类常量:字面量()和符号引用( ) 。字面量比较接近于Java语言层面的常量概念,如文本字符串、被声明为final的常量值等 。而符号引用则属于编译原理方面的概念,主要包括下面几类常量:
·被模块导出或者开放的包()
类和接口的全限定名(FullyName)
·字段的名称和描述符()
·方法的名称和描述符·方法句柄和方法类型( 、 Type、 )
·动态调用点和动态常量(- Call Site、-)
访问标识 紧接着的2个字节代表访问标志(),这个标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息,包括:这个Class是类还是接口;是否定义为类型;是否定义为类型;如果是类的话,是否被声明为final;等等
类索引()和父类索引()都是一个u2类型的数据,而接口索引集合()是一组u2类型的数据的集合,Class文件中由这三项数据来确定该类型的继承关系 。
字段表()用于描述接口或者类中声明的变量 。Java语言中的“字段”(Field)包括类级变量以及实例级变量,但不包括在方法内部声明的局部变量 。段可以包括的修饰符有字段的作用域(、、修饰符)、是实例变量还是类变量(修饰符)、可变性(final)、并发可见性(修饰符,是否强制从主内存读写)、可否被序列化(修饰符)、字段数据类型(基本类型、对象、数组)、字段名称 。
描述符的作用是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表(包括数量、类型以及顺序)和返回值 。根据描述符规则,基本数据类型(byte、char、、float、int、long、short、)以及代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示,而对象类型则用字符L加对象的全限定名来表示
对于数组类型,每一维度将使用一个前置的“[”字符来描述,如一个定义为“java.lang.[][]”类型的二维数组将被记录成“[[Ljava/lang/;”,一个整型数组“int[]”将被记录成“[I” 。
用描述符来描述方法时,按照先参数列表、后返回值的顺序描述,参数列表按照参数的严格顺序放在一组小括号“()”之内 。如方法void inc()的描述符为“()V”,方法java.lang.()的描述符为“()Ljava/lang/;”,方法int (char[],,int,char[],int,int,)的描述符为“([CII[CIII)I” 。