Class文件结构介绍[常量池]

概述

  常量池是紧接着主次版本号之后出现的，常量池可以理解为class文件之中的资源仓库，它是Class文件结构中与其他项目管理最多的数据类型，也是占用Class文件空间最大的数据项目之一，同时它还是在Class文件中第一个出现的表类型数据项目。案例代码还是和前一篇的一样，如下：

public class Test {

private int a;

public int run(){
System.out.println("波波烤鸭");
return a=1;
}
}

常量池介绍

1.结构

  由于常量池中常量的数量是不固定的，所以常量池的入口需要放置一项u2类型的数据表示常量池容量计数值，如下:

  本例中常量池中的常量的个数是35个，注意此处和java中的习惯不一样，这个容器的计数是从1而不是从0开始的，上图的结果是36，代表常量池中有35项常量，索引范围为1~35,0项常量有特殊考虑，当表达“不引用任何一个常量池项目”的含义时可以把索引值置为0来标示。

  在constant_pool_count后是一个表数据类型constant_pool其中存储的就是constant_pool_count计数的那35个常量项。

2.存储数据的类型

  常量池中主要存放两大类型常量:字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References).

类型

说明

字面量

比较接近java语言层面的常量概念,如文本字符串,声明为final的常量值等

符号引用

属于编译原理方面的概念，包括这三种:

1.类和接口的全限定名

2.字段的名称和描述符

3.方法的名称和描述符

注意:

全限定名中的".“被替换为”/".比如

常量池中存储着最基本的信息，不仅程序会用到，而且Class文件本身也会通过#来引用

符号引用:
  符号引用以一组符号来描述所引用的目标(com/dpb/test/Test)，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义的定位到目标即可，符号引用和虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定已经加载到了内存中。

直接引用
  直接引用可以指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能够直接定位到目标的句柄。直接引用于虚拟机的内存布局相关，同一个符号引用在不同的虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不同。如果有了直接引用，那么，所引用的目标一定已经在内存中存在。

3.表的存储结构说明

  通过观察我们发现，在这14中表中都有些相同的特定，比如表的开始的第一位都是一个u1类型的标志位(tag),代表当前属于哪种类型，具体的标志说明如下:

类型

标志(tag)

描述

CONSTANT_Utf8_info

1

UTF-8编码的字符串

CONSTANT_Integer_info

3

整型字面量

CONSTANT_Float_info

4

浮点型字面量

CONSTANT_Long_info

5

长整型字面量

CONSTANT_Double_info

6

双精度浮点型字面量

CONSTANT_Class_info

7

类或接口的符号引用

CONSTANT_String_info

8

字符串类型字面量

CONSTANT_Fieldref_info

9

字段的符号引用

CONSTANT_Methodref_info

10

类中方法的符号引用

CONSTANT_InterfaceMethodref_info

11

接口中方法的符号引用

CONSTANT_NameAndType_info

12

字段或方法的部分符号引用

CONSTANT_MethodHandle_info

15

表示方法句柄

CONSTANT_MethodType_info

16

表示方法类型

CONSTANT_InvokeDynamic_info

18

表示一个动态方法调用点

参考此表我们就能够看出这35个常量项的类型了。

  从上面的结构我们也发现不同类型的表数据结构也是不相同的，详细结构如下，参考后会更加详细些。

常量

选项

类型

描述

CONSTANT_Utf8_info

tag

u1

值为1

length

u2

UTF-8编码的字符串占用的字节数

bytes

u1

长度为length的UTF-8编码的字符串

CONSTANT_Integer_info

tag

u1

值为3

bytes

u4

按照高位在前存储的int值

CONSTANT_Float_info

tag

u1

值为4

bytes

u4

按照高位在前存储的float值

CONSTANT_Long_info

tag

u1

值为5

bytes

u8

按照高位在前存储的long值

CONSTANT_Double_info

tag

u1

值为6

bytes

u8

按照高位在前存储的double值

CONSTANT_Class_info

tag

u1

值为7

index

u2

指向全限定名常量项的索引

CONSTANT_String_info

tag

u1

值为8

index

u2

指向字符串字面量的索引

CONSTANT_Fieldref_info

tag

u1

值为9

index

u2

指向声明字段的类或接口描述符CONSTANT_Class_info的索引项

index

u2

指向字段描述符CONSTANT_NameAndType的索引项

CONSTANT_Methodref_info

tag

u1

值为10

index

u2

指向声明方法的类描述符CONSTANT_Class_info的索引项

index

u2

指向名称及类型描述符CONSTANT_NameAndType的索引项

CONSTANT_InterfaceMethodref_info

tag

u1

值为11

index

u2

指向声明方法的接口描述符CONSTANT_Class_info的索引项

index

u2

指向名称及类型描述符CONSTANT_NameAndType的索引项

CONSTANT_NameAndType_info

tag

u1

值为12

index

u2

指向该字段或方法名称常量项的索引

index

u2

指向该字段或方法描述的索引

CONSTANT_MethodHandle_info

tag

u1

值为15

reference_kind

u2

值必须在[1,9]之间，它决定了方法句柄的类型，方法句柄类型的值表示方法句柄的字节码行为

reference_index

u2

值必须是对常量池的有效引用

CONSTANT_MethodType_info

tag

u1

值为16

descriptor_index

u2

值必须是对常量池的有效引用,常量池在索引处的项必须是CONSTANT_Utf8_info结构,表示方法的描述符

CONSTANT_InvokeDynamic_info

tag

u1

值为18

bootstrap_method_attr_index

u2

值必须是当前Class文件中引导方法表的bootstrap methods[]数组的有效索引

name_and_type_index

u2

值必须是对当前常量池的有效索引,常量池在该处的索引必须是CONSTANT_NameAndType_info结构,表示方法名和方法描述符

参考《深入理解Java虚拟机》