一张图分析类的字节码结构（字节码的最大好处）

什么是class

Class文件是一组以8个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地排列在文件之中，中间没有添加任何分隔符，这使得整个Class文件中存储的内容几乎全部是程序运行的必要数据，没有空隙存在。当遇到需要占用8个字节以上空间的数据项时，则会按照高位在前的方式分割成若干个8个字节进行存储。

无符号数属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数，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。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上也可以视作是一张表，这张表数据项按严格顺序排列构成。

接下来以个实际的class来分析类的字节码结构。先来看看一个简单的类

public class JavapTest {

    private int count;

    public int  sum(int x){
        count+=x;
        return count;
    }
    static class Test{
        String x="test";
    }
}

通过javap 可得到下面内容

public class com.zl.basic.JavapTest
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #4.#18         // java/lang/Object."":()V
   #2 = Fieldref           #3.#19         // com/zl/basic/JavapTest.count:I
   #3 = Class              #20            // com/zl/basic/JavapTest
   #4 = Class              #21            // java/lang/Object
   #5 = Class              #22            // com/zl/basic/JavapTest$Test
   #6 = Utf8               Test
   #7 = Utf8               InnerClasses
   #8 = Utf8               count
   #9 = Utf8               I
  #10 = Utf8               
  #11 = Utf8               ()V
  #12 = Utf8               Code
  #13 = Utf8               LineNumberTable
  #14 = Utf8               sum
  #15 = Utf8               (I)I
  #16 = Utf8               SourceFile
  #17 = Utf8               JavapTest.java
  #18 = NameAndType        #10:#11        // "":()V
  #19 = NameAndType        #8:#9          // count:I
  #20 = Utf8               com/zl/basic/JavapTest
  #21 = Utf8               java/lang/Object
  #22 = Utf8               com/zl/basic/JavapTest$Test
{
  public com.zl.basic.JavapTest();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0

  public int sum(int);
    descriptor: (I)I
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=3, locals=2, args_size=2
         0: aload_0
         1: dup
         2: getfield      #2                  // Field count:I
         5: iload_1
         6: iadd
         7: putfield      #2                  // Field count:I
        10: aload_0
        11: getfield      #2                  // Field count:I
        14: ireturn
      LineNumberTable:
        line 8: 0
        line 9: 10
}
SourceFile: "JavapTest.java"
InnerClasses:
     static #6= #5 of #3; //Test=class com/zl/basic/JavapTest$Test of class com/zl/basic/JavapTest

我们再来逐个字节分析一下，就知道上面内容是怎么来的。用Hex Editor Neo打开JavapTest.class.

图中的红色数字代表一个项，作为代号我们来逐个分析一下。

1 魔数 确定这个文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件

2 次版本号

3 主版本号，34换算10进制为52

4 常量池数量，0017 换算为10进制为23 ，常量池计数从1开始，所以共有22个常量

5 第一项常量 访问标志0a,代表方法引用 ,0004(4) ,0012(18)分别指向第4，18个常量

6 第二项常量 访问标志09 代表字段引用 ,0003(3),0013(19)分别指向第3，19个常量

7 第三个常量 访问标志07 代表类的全限定名0014（20）指向第20个常量

8 第四个常量 访问标志07 代表类的全限定名0014（21）指向第21个常量

9 第五个常量 访问标志07 代表类的全限定名0014（22）指向第22个常量

10 第6个常量 访问标志01为 utf8字符，0004代表有4个字节 Test

11 第7个常量 访问标志01为 utf8字符，000c代表后面12个字节是该常量的值 InnerClasses

12 第8个常量 访问标志01为 utf8字符，0005代表后面5个字节是该常量的值 count

13 第9个常量 访问标志01为 utf8字符，0001代表后面1个字节是该常量的值 I

14 第10个常量 访问标志01为 utf8字符，0006代表后面6个字节是该常量的值

15 第11个常量 访问标志01为 utf8字符，0003代表后面3个字节是该常量的值 ()V

16 第12个常量 访问标志01为 utf8字符，0004代表后面4个字节是该常量的值 Code

17 第13个常量 访问标志01为 utf8字符，000f代表后面15个字节是该常量的值 LineNumberTable

18 第14个常量 访问标志01为 utf8字符，0003代表后面3个字节是该常量的值 sum

19 第15个常量 访问标志01为 utf8字符，0004代表后面4个字节是该常量的值 (I)I

20 第16个常量 访问标志01为 utf8字符，000a代表后面10个字节是该常量的值 SourceFile

21第17个常量 访问标志01为 utf8字符，000e代表后面14个字节是该常量的值 JavapTest.java

22 第18个常量 访问标志0c为 NameAndType常量，000a(10),000b(11)分别执行第10和11个常量

23 第19个常量 访问标志01为 NameAndType常量，000a(8),000b(9)分别执行第8和9个常量

24 第20个常量 访问标志01为 utf8字符，0016代表后面22个字节是该常量的值 com/zl/basic/JavapTest

25 第21个常量 访问标志01为 utf8字符，0010代表后面16个字节是该常量的值 java/lang/Object

26 第22个常量 访问标志01为 utf8字符，001b代表后面22个字节是该常量的值 com/zl/basic/JavapTest$Test

27 访问标志 0021 ACC_PUBLIC、ACC_SUPER标志为真 0001|0020=0021

28 类索引 0003 指向第三个常量

29 父类索引 0004 指向第四个常量

30 接口索引 0000 代表没有实现接口

31 0001 代表字段数量1,0002 代表private，0008代表字段名称 指向常量池的 I 表示int,0009代表字段描述符 指向常量池 9 即count

32 0002 代表有两个方法，0001代表public,000a 指向第十个常量，000b指向第11个常量，0001代表有一个属性，属性名称的索引值为0x000c，对应常量为“Code”，说明此属性是方法的字节码描述,0000001d(29)代表代码长度，0001是max_stack操作数栈最大深度，0001局部变量表所占的Slot,接下来的四个字节（00000005）是代码长度，字节码长度为5，接下来的5个字节2A B70001 B1，接下来0000两个自己表示式异常处理表，这里没有异常所以是0，接着0001属性表示有一个属性，属性索引为000d(13) 在常量池中的引用是LineNumberTable。00000006是属性长度，表示后面6字节是它的长度。 0001是行号表长度1，包含start_pc和line_number两个u2类型的数据项，前者是字节码行号，后者是Java源码行号（0000：字节码行号，0003：java源码行号）

33.是第二个方法，0001代表public,000e 指向第11个常量，000f指向第15个常量,0001代表有一个属性，属性名称的索引值为0x000c，对应常量为“Code”,0000002b(43)是代码长度，0003，0002分别是栈深度和局部变量表。0000000f（15）字节码长度，
2a59b400021b60b500022ab40002ac, 0000yi异常处理表，0001有一个属性，000d(13)LineNumberTable,0000000a(10)属性长度，000200000008000a0009(0002行长度为2，0000：0008 字节码和源码行号，第二个000a:0009)，

方法属性完了继续是内的属性，接下来的0002表示有量个类属性。0010表示指向16号常量SourceFile，00000002是属性长度，0011指向17号常量即JavapTest.java，

0007指向第7个常量池InnerClasses，0000000a(10)属性长度，0001表示内部类数量为1.

0005内部内索引5，0003外部类索引3，内部类名索引指向第6个常量池，0008内部内访问标志是静态标志

至此，JavapTest类的每个字节都分析清楚了，工作中可能用不到这些，但是作为程序员的你一定要知道这个class是怎么组织的很重要。深入理解java是必不可少的。