Java ASM系列：（004）ClassFile快速参考

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本文属于[Java ASM系列一：Core API](https://blog.51cto.com/lsieun/2924583)当中的一篇。 ## 1. Java ClassFile 对于一个具体的`.class`而言，它是遵循ClassFile结构的。这个数据结构位于[Java Virtual Machine Specification](https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html)的 [The class File Format](https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html)部分。 ```text 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]; } ``` 其中， - `u1`: 表示占用1个字节 - `u2`: 表示占用2个字节 - `u4`: 表示占用4个字节 - `u8`: 表示占用8个字节 而`cp_info`、`field_info`、`method_info`和`attribute_info`表示较为复杂的结构，但它们也是由`u1`、`u2`、`u4`和`u8`组成的。 相应的，在`.class`文件当中，定义的字段，要遵循`field_info`的结构。 ```text field_info { u2 access_flags; u2 name_index; u2 descriptor_index; u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; } ``` 同样的，在`.class`文件当中，定义的方法，要遵循`method_info`的结构。 ```text method_info { u2 access_flags; u2 name_index; u2 descriptor_index; u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; } ``` 在`method_info`结构中，方法当中方法体的代码，是存在于`Code`属性结构中，其结构如下： ```text 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]; } ``` ## 2. 示例演示 在下面内容中，我们会使用到《[Java 8 ClassFile](https://edu.51cto.com/course/25908.html)》课程的源码[java8-classfile-tutorial](https://gitee.com/lsieun/java8-classfile-tutorial)。 假如，我们有一个`sample.HelloWorld`类，它的内容如下： ```java package sample; public class HelloWorld implements Cloneable { private static final int intValue = 10; public void test() { int a = 1; int b = 2; int c = a + b; } } ``` 针对`sample.HelloWorld`类，我们可以 - 第一，运行`run.A_File_Hex`类，查看`sample.HelloWorld`类当中包含的数据，以十六进制进行呈现。 - 第二，运行`run.B_ClassFile_Raw`类，能够对`sample.HelloWorld`类当中包含的数据进行拆分。这样做的目的，是为了与ClassFile的结构进行对照，进行参考。 - 第三，运行`run.I_Attributes_Method`类，能够对`sample.HelloWorld`类当中方法的Code属性结构进行查看。 - 第四，运行`run.K_Code_Locals`类，能够对`sample.HelloWorld`类当中`Code`属性包含的instruction进行查看。 ## 3. 总结 本文主要是对Java ClassFile进行了介绍，内容总结如下： - 第一点，一个具体的`.class`文件，它是要遵循ClassFile结构的；而ClassFile的结构是定义在[The Java Virtual Machine Specification](https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html)文档中。 - 第二点，示例演示，主要是希望大家能够把`.class`文件里的内容与ClassFile结构之间对应起来。 在后续内容当中，我们会讲到从“无”到“有”的生成新的Class文件，以及对已有的Class文件进行转换；此时，我们对ClassFile进行介绍，目的就是为了对生成Class或转换Class的过程有一个较深刻的理解。

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