Java字節碼(.class文件)格式詳解(二) – JAVA編程語言程序開發技術文章

 

2.9   methods

methods數組記錄瞭類或接口中的所有方法,包括實例方法、靜態方法、實例初始化方法和類初始化方法,但不包括父類或父接口中定義的方法。methods數組中每項都是method_info類型值,它描述瞭方法的詳細信息,如名稱、描述符、方法中的attribute(如Code Attribute記錄瞭方法的字節碼)等。

method_info

type

descriptor

remark

u2

access_flags

記錄方法的訪問權限。見2.9.1

u2

name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定方法名稱。

u2

descriptor_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型,指定方法的描述符(見附錄C)。

u2

attributes_count

attributes包含的項目數。

attribute_info

attributes[attributes_count]

字段中包含的Attribute集合。見2.9.2-2.9.11

:methods數組同樣有和fields數組一樣的問題,包括fields中項和CONSTANT_Methodref_info以及CONSTANT_InterfaceMethodref_info中的區別。以及設計上的問題。詳見field_info中的註。

 

2.9.1    方法訪問權限

方法的訪問權限

Flag Name

Value

Remarks

ACC_PUBLIC

0x0001

pubilc,包外可訪問。

ACC_PRIVATE

0x0002

private,隻可在類內訪問。

ACC_PROTECTED

0x0004

protected,類內和子類中可訪問。

ACC_STATIC

0x0008

static,靜態。

ACC_FINAL

0x0010

final,不可被重寫。

ACC_SYNCHRONIZED

0x0020

synchronized,同步方法。

ACC_BRIDGE

0x0040

bridge方法,由編譯器生成。(什麼是bridge方法?)

ACC_VARARGS

0x0080

包含不定參數個數的方法。

ACC_NATIVE

0x0100

native,非Java語言實現的方法。(如何實現Native方法?)

ACC_ABSTRACT

0x0400

abstract,抽象方法。

ACC_STRICT

0x0800

strictfp,設置floating-point模式為FP-strict。(什麼是FP-strict模式?)

ACC_SYNTHETIC

0x1000

synthetic,由編譯器產生,不存在於源代碼中。

註:接口中的方法必須同時設置:ACC_PUBLIC、ACC_ABSTRACT。設置瞭ACC_ABSTRACT後,不可以再設置ACC_FINAL、ACC_STATIC、ACC_PRIVATE、ACC_NATIVE、ACC_SYNCHRONIZED 、ACC_STRICT。

 

2.9.2    Code Attribute JVM識別)

每個非abstract、非native方法的attributes集合都包含有且僅有一項Code Attribute。它包含瞭一個方法的棧、局部變量、字節碼以及和代碼相關的Attribute信息。

Code Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“Code”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

max_stack

該方法操作棧的最大深度。

u2

max_locals

該方法調用時需要分配的局部變量的最大個數,包括該方法的參數。

u4

code_length

該方法字節碼長度(以字節為單位)

u1

code[code_length]

存放字節碼數組(字節碼如何解析?)

u2

exception_table_length

異常表的長度。

exception_table_info

每個表項記錄一段異常處理代碼信息和范圍。

u2

start_pc

記錄應用該項異常處理的起始字節碼。在字節碼數組中的起始索引號[start_pc, end_pc)索引號必須是opcode(一條指令的開始位置)對應的位置。

u2

end_pc

u2

handler_pc

記錄該項異常處理代碼的開始地址。在字節碼數組中的開始索引號。索引號必須是opcode對應的位置。

u2

catch_type

constant_pool中的索引,CONSTANT_Class_info類型。指定該項能捕獲的異常類(或其子類)。或0用於實現finally語法(即不管什麼類型都會捕獲。)

exception_table[exception_table_length]

 

u2

attributes_count

attributes包含的項目數。

attribute_info

attributes[attributes_count]

字段中包含的Attribute集合。見2.9.2.1-2.9.2.4

 

2.9.2.1 StackMapTable Attribute JVM識別)

StackMapTable Attribute在J2SE 6中引入,記錄瞭類型檢查時需要用到的信息,如字節碼的偏移量、局部變量的驗證類型、操作棧中的驗證類型,用於類型檢查過程。在Code Attribute隻能包含一項StackMapTable Attribute,記錄所有當前Code Attribute中的驗證信息。

 

一項StackMapTable Attribute中包含多項stack_map_frame。每項stack_map_frame顯式或隱式得記錄瞭字節碼的偏移量、局部變量驗證類型和操作棧的驗證類型。驗證器就是通過獲取局部變量類型和操作棧類型進行驗證的(具體如何驗證呢?)

 

在stack_map_frame中,並不是直接記錄瞭字節碼的索引值,而是記錄瞭offset_delta的值。stack_map_frame中的每一項都通過前一項的值+1+offset_delta計算出當前項對應的真正的字節碼的位置,隻有當當前stack_map_frame的前一項是當前方法的初始幀(initial frame of the method,什麼是方法的初始幀?)的時候,offset_delta的值才直接表示字節碼位置。

(為什麼不直接記錄字節碼的索引值?為瞭保證stack_map_frame被正確的排序瞭。為什麼要加1再加offset_delta?為瞭避免重復出現stack_map_frame項。)

StackMapTable Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“StackMapTable”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

number_of_entries

stack_map_frame項的數目。

stack_map_frame(union,聯合體類型)

每一項顯式或隱式得記錄瞭字節碼的偏移量、局部變量驗證類型和操作棧的驗證類型。每一項第一個字節指定當前stack_map_frame的類型(tag)

same_frame

same_frame {

     u1 frame_type = SAME; /* 0-63 */

}

tag的值為[0-63]。offset_delta = frame_type。表示當前幀和前一幀有相同的局部變量,並且當前操作數棧為空。

same_locals_1_stack

_item_frame

same_locals_1_stack_item_frame {

u1 frame_type = SAME_LOCALS_1_STACK_ITEM; /* 64-127 */

     verification_type_info stack[1]

}

tag值為[64-127]。offset_delta = frame_type – 64。表示當前幀和前一幀有相同的局部變量,並且操作棧內的操作數條目數為1,因而它為該操作數棧內的操作數保存瞭一項verification_type_info(詳見下表)。([128-246]的tag值保留)

same_locals_1_stack

_item_frame_extended

same_locals_1_stack_item_frame_extended {

     u1 frame_type = SAM_LOCALS_1_STACK_ITEM_EXTENEDED; /* 247 */

     u2 offset_delta;

     verification_type_info stack[1];

}

tag值為247。offset_delta = offset_delta。表示當前值幀和前一幀有相同的局部變量,並且操作棧內的操作數條目數為1,因而它為該操作數棧內的操作數保存瞭一項verification_type_info(詳見下表)。和上一類型的區別是這裡的offset_delta是直接給出的。

chop_frame

chop_frame {

     u1 frame_type = CHOP; /* 248 – 250 */

     u2 offset_delta;

}

tag值為[248, 250]。offset_delta = offset_delta。表示當前操作棧為空,而當前局部變量比前一幀的局部變量少後面的251 – frame_type個局部變量。

same_frame_extended

same_frame_extended {

     u1 frame_type = SAME_FRAME_EXTENDED; /* 251 */

     u2 offset_delta;

}

tag值為251。offset_delta = offset_delta。表示當前幀和前一幀有相同的局部變量,並且操作數棧為空。和samep_frame的區別是same_frame_extended中的offset_delta值直接給出。

append_frame

append_frame {

     u1 frame_type = APPEND; /* 252 – 254 */

     u2 offset_delta;

     verification_type_info locals[frame_type – 251];

}

tag值為[252-254]。offset_delta = offset_delta。表示操作數棧為空,而當前幀的局部變量比前一幀的局部變量多frame_type – 251個。因而它也定義瞭frame_type – 251項的verification_type_info類型。詳見下表。

full_frame

full_frame {

     u1 frame_type = FULL_FRAME; /* 255 */

     u2 offset_delta;

     u2 number_of_locals;

     verification_type_info locals[number_of_locals];

     u2 number_of_stack_items;

     verification_type_info stack[number_of_stack_items];

}

tag值255。offset_delta = offset_delta。full_frame則定義瞭所有的信息,包括offset_delta的值,以及當前幀和前一幀不同的所有局部變量和操作數。locals[0]表示0號局部變量;stack[0]表示棧底操作數。

entries[number_of_entries]

 

 

verification_type_info(union,聯合體類型)

記錄字節碼的驗證類型。每一項第一個字節指定驗證類型(tag)。

Top_variable_info

Top_variable_info {

    u1 tag = ITEM_Top; /* 0 */

}

指定局部變量的驗證類型為Top。

Integer_variable_info

Integer_variable_info {

    u1 tag = ITEM_Integer; /* 1 */

}

指定驗證類型為int。

Float_variable_info

Float_variable_info {

    u1 tag = ITEM_Float; /* 2 */

}

指定驗證類型為float。

Long_variable_info

Long_variable_info {

    u1 tag = ITEM_Long; /* 4 */

}

指定驗證類型為long。

Double_variable_info

Double_variable_info {

    u1 tag = ITEM_Double; /* 3 */

}

指定驗證類型為double。

Null_variable_info

Null_variable_info {

    u1 tag = ITEM_Null; /* 5 */

}

指定驗證類型為null。

UninitializedThis_variable_info

UninitializedThis_variable_info {

    u1 tag = ITEM_UninitializedThis; /* 6 */

}

指定驗證類型為uninitializedThis(什麼是uninitializedThis?)。

Object_variable_info

Object_variable_info {

u1 tag = ITEM_Object; /* 7 */

u2 cpool_index; //constant_pool索引,CONSTANT_Class_info類型。

}

指定驗證類型為cpool_index中指定的類型實例。

Uninitialized_variable_info

Uninitiated_variable_info {

u1 tag = ITEM_Uninitialized; /* 8 */

u2 offset;

}

指定驗證類型為uninitialized(這種類型是指什麼?)。offset記錄瞭用於創建實例的new指令的偏移量。(The offset item indicates the offset of the new instruction that created the object being stored in the location.這段話是什麼意思?)

註:對驗證過程不太瞭解,因而StackMapTable Attribute的一些描述也沒能理解。

 

2.9.2.2 LineNumberTable Attribute (調試信息)

LineNumberTable Attribute用於調試器,以獲取某條指令對應的源代碼中的行號。多條指令可以對應相同的行號。

LineNumberTable Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“LineNumberTable”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

line_number_table_length

異常表的長度。

line_number_table

一條指令和源代碼行號的映射關系表。

u2

start_pc

一條指令的開始索引(字節碼數組中的索引號)

u2

line_number

源代碼中的行號。

line_number_table[line_number_table_length]

 

 

2.9.2.3 LocalVariableTable Attribute (調試信息)

LocalVariableTable Attribute用於調試器,以獲取在方法運行時局部變量的信息。在一個Code Attribute中隻包含1或0項LocalVariableTable Attribute。

LocalVariableTable Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“LocalVariableTable”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

local_variable_table_length

局部變量表的長度。

local_variable_table

每項記錄瞭一個局部變量有值的范圍和該局部變量在局部變量數組中的索引值。

u2

start_pc

記錄該局部變量的有值范圍,字節碼數組中的索引范圍[start_pc, start_pc+length)

u2

length

u2

name_index

constant_pool中索引,CONSTANT_Utf8_info類型,記錄該項代表的局部變量名。

u2

descriptor_index

constant_pool中索引,CONSTANT_Utf8_info類型,記錄該項代表的局部變量的字段描述符(見附錄C)。

u2

index

記錄該項代表的局部變量在方法的局部變量數組中的索引。

local_variable_table[local_variable_table_length]

 

 

2.9.2.4 LocalVariableTypeTable Attribute (調試信息)

LocalVariableTypeTable Attribute用於調試器,以獲取在方法運行時泛型局部變量的信息。在一個Code Attribute中隻包含1或0項LocalVariableTypeTable Attribute。

 

LocalVariableTable AttributeLocalVariableTypeTable Attribute表達的信息是類似的,他們的區別是對泛型類型的局部變量,需要用Signature的形式表達,而不能僅僅用Descriptor的形式表達,因而對泛型類型的局部變量,需要在LocalVariableTable Attribute和LocalVariableTypeTable Attribute中同時存在一項;而對非泛型類型的局部變量來說,隻要在LocalVariableTable Attribute存在表項就可以瞭。

 

從這裡我們也可以看出泛型是後期才被字節碼所支持的痕跡。我感覺很奇怪的是Java在設計的時候,泛型應該已經開始流行瞭,為什麼它在設計之初沒有把它考慮進去,而要到後期加入,然後讓這種修補的設計做的那麼糟糕呢,Java的設計者如果能在設計的時候把它作為擴展考慮,然後再後期去實現,不是更好嗎?

LocalVariableTypeTable Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“LocalVariableTypeTable”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

local_variable_type_table_length

泛型局部變量表的長度。

local_variable_type_table

每項記錄瞭一個泛型局部變量有值的范圍和該局部變量在局部變量數組中的索引值。

u2

start_pc

記錄該局部變量的有值范圍,字節碼數組中的索引范圍[start_pc, start_pc+length)

u2

length

u2

name_index

constant_pool中索引,CONSTANT_Utf8_info類型,記錄該項代表的局部變量名。

u2

signature_index

constant_pool中索引,CONSTANT_Utf8_info類型,記錄該項代表的局部變量的字段簽名(見附錄D)。

u2

index

記錄該項代表的局部變量在方法的局部變量數組中的索引。

local_variable_type_table[local_variable_table_length]

 

 

2.9.3    Exceptions Attribute JVM識別)

Exceptions Attribute記錄瞭一個方法需要檢驗的異常類型。一個method_info的attributes中隻能包含一項Exceptions Attribute。即記錄一個方法可以拋出的異常類型。

一個方法可以拋出的異常類型遵循三點:

1. 拋出的異常是RuntimeException類型或其子類。

2. 拋出的異常是Error類型或其子類。

3. 拋出的異常是Exceptions Attribute中記錄的類型或它們的子類。

Exceptions Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“Exceptions”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

number_of_exceptions

exception_index_table表項長度

u2

exception_index_table[number_of_exceptions]

每項為constant_pool中的索引,CONSTANT_Class_info類型。記錄該方法可拋出的異常類型。

 

2.9.4    RuntimeVisibleParameterAnnotations Attribute

RuntimeVisibleParameterAnnotations Attribute記錄該方法在運行時可見的修飾該方法參數的Annotation,從而Java程序可以通過反射機制獲取這些Annotation中的值。一個method_info中的attributes中隻能包含一項RuntimeVisibleAnnotations Attribute。

RuntimeVisibleAnnotations Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“RuntimeVisibleAnnotations”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

num_parameters

記錄該方法中參數個數

parameter_annotations

每個參數和在它之上定義的annotations的映射表。順序和源碼定義順序一致。

u2

num_annotations

記錄該參數定義的annotation的個數

annotation

annotations[num_annotations]

記錄該項對應的參數中所有運行時可見的annotaion項,順序和源碼定義順序一致。annotation類型見附件E

parameter_annotations[num_parameters]

 

註:從該數據結構的定義中可以看到,Java對Parameter Annotation存放的信息是很少的,我們隻能依賴於定義的順序來獲取這些Annotation,而不能通過參數名或者參數類型來獲取相應的Annotation。事實上,

1.       由於參數名的信息隻在調試時才有,如LocalVariableTable Attribute或LocalVariableTypeTable Attribute中;

2.       而一個方法中不同參數的類型極有可能是相同的;

因而從邏輯上來說,通過參數名或者參數類型返回相應的Annotation信息的方式也是不合理的。由於這個原因,在java.lang.reflect.Method類的方法中也隻是給出瞭:
Annotation[][] getParameterAnnotations()

的方法,獲得所有參數中的Annotation,這裡的二維數組一維代表參數,一維代表多個Annotation,它們的順序和源碼定義時順序相同。

2.9.5    RuntimeInvisibleParameterAnnotations Attribute

RuntimeInvisibleParameterAnnotations Attribute記錄該方法在運行時不可見的修飾該方法參數的Annotation。一個method_info中的attributes中隻能包含一項RuntimeInvisibleAnnotations Attribute。

 

RuntimeInvisibleParameterAnotations Attribute和RuntimeVisibleAnnotations Attribute的區別在於:

後者中的Annotation默認情況下,可以通過Java提供的反射函數獲取相應的Annotation,而前者的Annotation在默認情況下是無法通過Java提供的反射函數被獲取的,而需要通過特定的機制(如設置JVM的特定參數,該機制由不同的JVM實現來決定)才能通過Java提供的反射函數獲取內部的Annotation。

 

然而這樣就又有一個問題瞭,RuntimeInvisibleParameterAnotations Attribute是如何被填入值的呢?通過什麼機制讓源碼中方法參數的Annotation是默認不可見的呢?我感覺這個也可能也是由不同編譯器提供不同的機制來實現的,不知道sun提供的編譯器有沒有什麼機制支持它瞭??

 

RuntimeInvisibleAnnotations Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“RuntimeInvisibleAnnotations”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

num_parameters

記錄該方法中參數個數

parameter_annotations

每個參數和在它之上定義的annotations的映射表。順序和源碼定義順序一致。

u2

num_annotations

記錄該參數定義的annotation的個數

annotation

annotations[num_annotations]

記錄該項對應的參數中所有運行時不可見的annotaion項,順序和源碼定義順序一致。annotation類型見附件E

parameter_annotations[num_parameters]

 

 

2.9.6    AnnotationDefault Attribute

AnnotationDefault Attribute用於Annotation類型方法中,以記錄該方法所代表的Annotation類型的默認值。每個Annotation類型的method_info中的attributes中隻能包含一個AnnotationDefault Attribute項。如:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER})

public@interfaceTest{

    publicintid() default-1;

    publicString description() default"no description";

}

該Annotation類產生的class二進制文件中的id方法和description方法的attributes數組中都會包含一項AnnotationDefault Attribute,它們的默認值分別為-1(CONSTANT_Integer_info類型)和”no description”(CONSTANT_String_info類型)。

AnnotationDefault Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“AnnotationDefault”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

element_value

default_value

記錄該方法表示的Annotation類型的默認值。(element_value結構詳見附錄E

 

2.9.7    Synthetic Attribute

參見2.11.1

2.9.8    Signature Attribute

參見2.11.2

2.9.9    Deprecated Attribute

參見2.11.3

2.9.10    RuntimeVisibleAnnotations Attribute

參見2.11.4

2.9.11    RuntimeInvisibleAnnotations Attribute

參見2.11.5

 

 

2.10 attributes

attributes數組記錄瞭和類或接口相關的所有Attribute項(和字段相關的Attribute在field_info的attributes中,和方法相關的Attribute在method_info的attrubutes中,和字節碼相關的Attribute在Code Attribute的attributes中)。attributes數組中的每項都是attribute_info類型,它描述瞭Attribute的名稱、詳細信息等。該attributes數組描述瞭ClassFile的一些額外信息。JVM必須忽略它不能識別的Attribute,而且那些JVM不能識別的的Attribute也不能影響class文件的語義。

 

當前定義的Attribute有:Code Attribute、Constant Value Attibute、Deprecated Attribute、Enclosing Method Attribute、Exceptions Attribute、Inner Classes Attribute、Line Number Table Attribute、Local Variable Table Attribute、Local Variable Type Table Attribute、Runtime Visible Annotations Attribute、Runtime Invisible Annotation Attribute、Runtime Visible Parameter Annotation Attribute、Runtime Invisible Parameter Annotation Attribute、Signature Attribute、Source Debug Extension Attribute、Source File Attribute、Stack Map Table Attribute、Synthetic Attribute、Annotation Default Attribute等。它們有些隻存在於field_info中,有些隻存在method_info中,有些隻存在ClassFile中,有些隻存在於Code Attribute中,還有些可以同時存在於field_info、method_info、classfile中。

 

Attribute結構隻存在與ClassFile、method_info、field_info、Code Attribute結構中。

attribute_infoAttribute的基本數據結構)

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u1

info[attribute_length]

記錄Attribute的內容字節數據。

 

在用戶自定義的編譯器或者Java虛擬機中可以擴展ClassFile中的Attribute表(即自定義新的Attribute)。但是對自定義的Attribute必須遵循一些規則:

1.       用戶自定義的新的Attribute(非sun定義的Attribute)命名必須是遵循Java命名規則,即加入公司的包名信息,如:“com.levin.new_attribute”

2.       新增的Attribute隻可以作為輔助的信息,如增加和自定義調試器相關的調試信息,但是它們不可以改變ClassFile的語義。什麼叫改變ClassFile的語義呢?我現在的理解,比如在自定義的Java虛擬機中,為某個方法新增一個Attribute,用以標記該方法在運行是不可以被調用。不知道這個例子合適不合適。

3.       對於自定義的Java虛擬機,禁止因為某些它不識別的Attribute存在而拋出異常或者直接報錯。但是這一層限制可以加載自定義編譯器中。Java虛擬機必須忽略它不識別的Attribute。

 

以下是定義在ClassFile中的Attribute

2.10.1     InnerClasses Attribute

InnerClasses記錄當前類的所有內部類。當前類需要記錄的內部類的算法如下:

1. 當前類中定義的內部類,包括方法中定義的類。

2. 如果當前類本身是內部類,則還要記錄當前類的外部類,直到外部類不是一個內部類。

如:

classOuter {

    publicclassInner {

       publicvoidgetMethod() {

           classInner3 {

              classInner4 {

              }

           }

       }

       publicclassInner2 {

           publicclassInner5 {

           }

       }

    }

    publicclassInner_1 {

    }

}

Outer中的InnerClasses Attribute

    [inner class info: #17 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner, outer class info: #1 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer

     inner name: #19 Inner, accessflags: 1 public],

    [inner class info: #20 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner_1, outer class info: #1 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer

     inner name: #22 Inner_1, accessflags: 1 public]

Inner中的InnerClasses Attribute

    [inner class info: #1 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner, outer class info: #23 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer

     inner name: #25 Inner, accessflags: 1 public],

    [inner class info: #26 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner$1Inner3, outer class info: #0

     inner name: #28 Inner3, accessflags: 16 final],

    [inner class info: #29 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner$Inner2, outer class info: #1 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner

     inner name: #31 Inner2, accessflags: 1 public]

Inner5中的InnerClasses Attribute

    [inner class info: #22 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner, outer class info: #24 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer

     inner name: #26 Inner, accessflags: 1 public],

    [inner class info: #27 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner$Inner2, outer class info: #22 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner

     inner name: #29 Inner2, accessflags: 1 public],

    [inner class info: #1 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner$Inner2$Inner5, outer class info: #27 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/Outer$Inner$Inner2

     inner name: #30 Inner5, accessflags: 1 public]

InnerClasses Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“InnerClasses”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u2

number_of_classes

記錄內部類的數量。

classes

定義每項Inner Class的信息。

u2

inner_class_info_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Class_info類型。記錄內部類名。

u2

outer_class_info_index

若當前項內部類不是包含它的類的成員類,則該值為0;否則該值為constant_pool中的索引,CONSTANT_Class_info類型,記錄外部類名。

u2

inner_name_index

若當前項的內部類為匿名類,則該值為0;否則該值為constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型,記錄該內部類的簡單名(沒有前綴)。

u2

inner_class_access_flags

定義當前項的內部類的訪問屬性。見下表。

classess[number_of_classes]

 

註:為什麼需要為內部類保留那麼多的信息呢?是為瞭在反射的時候獲取必要的信息或者在反編譯的時候可以更好的還原源代碼的結構嗎?還是有其他的作用?

內部類的訪問權限

Flag Name

Value

Remarks

ACC_PUBLIC

0x0001

pubilc,類外可訪問。

ACC_PRIVATE

0x0002

private,類內才可訪問。

ACC_PROTECTED

0x0004

protected,類和其子類可訪問。

ACC_STATIC

0x0008

static,靜態內部類。

ACC_FINAL

0x0010

final,不能有子類。

ACC_INTERFACE

0x0200

接口,同時需要設置:ACC_ABSTRACT。不可同時設置:ACC_FINAL、ACC_SUPER、ACC_Enum

ACC_ABSTRACT

0x0400

抽象類,無法實例化。不可和ACC_FINAL同時設置。

ACC_SYNTHETIC

0x1000

synthetic,由編譯器產生,不存在於源代碼中。

ACC_ANNOTATION

0x2000

註解類型(annotation),需同時設置:ACC_INTERFACE、ACC_ABSTRACT

ACC_ENUM

0x4000

枚舉類型

 

2.10.2     EnclosingMethod Attribute

當且僅當一個類是匿名類或者本地類(local class),該類才會包含一項且僅有一項EnclosingMethod Attribute。

 

然而什麼是本地類(local class)呢?我的理解,所謂本地類就是在方法內部定義的類,如以下類的定義:

classA {

    publicIterator getIterator() {

       classLocalClass {

       }

       returnnewIterator() {

           publicbooleanhasNext() { returnfalse; }

           publicObject next() { returnnull; }

           publicvoidremove() { }

       };

    }

}

匿名類A$1.class中的EnclosingMethod Attribute:

 Enclosing Method: #29 #31 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/A.getIterator()Ljava/util/Iterator;

本地類A$1LocalClass.class中的EnclosingMethod Attribute:

 Enclosing Method: #22 #24 org/levin/insidejvm/miscs/instructions/A.getIterator()Ljava/util/Iterator;

 

EnclosingMethod Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“EnclosingMethod”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度(4)。

u2

class_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Class_info類型。記錄定義當前類所在方法的宿主類。如上例中,A$1.class和A$1LocalClass.class中的class_index都指向類A。

u2

method_index

若當前類沒有被方法方法包含,如當前類是賦值給類成員的匿名類,則method_index值為0,否則該method_index的值為constant_pool中的索引,CONSTANT_NameAndType_info類型。記錄瞭class_index指定的類中定義的包含當前類的方法名和類型信息。

註:這裡同樣也有一個問題,就是EnclosingMethod Attribute存在的目的問題。我現在的理解,該Attribute的存在也應該隻是為瞭用於反射信息和反編譯時可以更好的還原原來代碼的結構,在虛擬機運行該程序的時候,由於所有的指令已經編譯好瞭,虛擬機應該不需要這些信息。但是事實是這樣的嗎?有待考證。

 

2.10.3     SourceFile Attribute

SourceFile Attribute用於記錄和當前字節碼對應的源代碼的文件(由編譯器產生,該Attribute隻是記錄相應源代碼的文件名,而不記錄和路徑相關的信息)。一個ClassFile中隻能包含一項SourceFile Attribute。

SourceFile Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute的名稱(“SourceFile”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度(2)。

u2

sourcefile_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。記錄相應的源代碼文件名。

 

2.10.4     SourceDebugExtension Attribute

SourceDebugExctension Attribute是Java為調試時提供的擴展信息,主要用於自定義(擴展)的編譯器和調試器。一個ClassFile中隻能包含一項SourceFile Attribute。

SourceDebugExtension Attribute

type

descriptor

remark

u2

attribute_name_index

constant_pool中的索引,CONSTANT_Utf8_info類型。指定Attribute名稱(“SourceDebugExtension”)。

u4

attribute_length

該Attribute內容的字節長度。

u1

debug_extension[attribute_length]

Utf-8格式的字符串記錄擴展調試信息,不以0結尾。

作者“上善若水”

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