jvm--1.class文件结构

1.字节码
（1）bytecode是构成平台无关性的基石

（2）当jvm发展到1.7-1.8的时候，jvm设计者通过,JSR-292,基本可以让其他语言运行在jvm上面。
如,Clojure , Groovy , JRuby , Jython , Scala

（3）jvm不和包括java在内的任何语言绑定， 它只和Class文件这种二进制文件格式关联。
Class文件，包含了jvm 指令集 和 符号表 ，以及其他若干信息。

（4）虚拟机不关心class文件的来源是何种语言。

java程序(*.java) --> java编译器

JRuby程序(*.rn) --> jruby编译器
---->字节码(*.class) -->java虚拟机
Groovy程序(*.groovy) --> groovy编译器

其他语言 --> 其他编译器

2.Class文件结构
概念：
（1）class文件，并非一定是一个磁盘文件，类或者接口也可以通过类加载器直接生成。
（2）class文件，是一组以8位字节为基础单位的二进制流。没有任何分割符号。
（3）class文件格式采用一种类似于C语言的结构体的伪结构来存储数据。
这种为机构只有两种数据类型：无符号数 和 表。

a.无符号数，属于最基本的数据类型，以u1 , u2 , u4 , u8 分别代表 1个字节 ， 2个字节 ， 4个字节 ， 8个字节
可以用来描述，数字、索引引用、数量值、字符串

b.表，由无符号数，或其他表，作为数据项构成的，复合型数据类型。
所有的表习惯性的以 ”_info“ 结尾。
用于描述有层次关系的复合结构的数据。
整个class文件本质上就是一张表。
结构：
（4）魔数
a.每个Class文件的头四个字节称为魔数(Magic Number) ，它的唯一作用是用来确定这个文件是否能被jvm所接受的Class文件。
值为：0xCAFEBABE

（5）版本号
a.紧跟着魔数的四个字节，存储的是class文件的版本号：
第5和第6个字节是次版本号，第7和第8个字节是主版本号。
b.java版本号是从45开始的，JDK1.1之后的每个大版本发布，主版本号向上加1
JDK1.1支持： 45.0 ~45.65536
JDK1.2支持： 46.0 ~46.65536
JDK1.3支持： 47.0 ~47.65536
JDK1.4支持： 48.0 ~48.65536
JDK1.5支持： 49.0 ~49.65536
JDK1.6支持： 50.0 ~50.65536
JDK1.7支持： 51.0 ~51.65536
JDK1.8支持： 52.0 ~52.65536
c.高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件，但低版本不能运行高版本的Class文件。即使文件格式没有发生变化，虚拟机也必须
拒绝执行，超过其版本号的Class文件

d.jdk的版本号和jvm的版本号对应。

（6） 常量池（每个Class文件都有）
a.紧接着主次版本号的是常量池入口，常量池可以理解为Class文件中的资源仓库,第一个出现的表类型数据结构。
由于常量池常量的数量是不固定的，所以，在常量池的入口需要放置一项u2类型的数据，代表常量池容量计数值(constant_pool_count)。
这个计数值是从1而不是从0开始的。因为某些指向常量池的索引值在特定情况下需要表达，不引用任何一个常量池。

b.存放：
字符串，声明为final的常量值。
类和接口的全限定名（com.lvyf.Test）
字段的名称和描述
方法的名称和描述，不包括方法返回值

c.*.java文件在进行,javac编译的时候，并不像C有连接这一步，而是在jvm加载Class文件的时候进行动态连接。也就是说，Class文件不会
保存各个方法，字段，的内存布局。因此，这些字段、方法不经过运行期转换的话无法得到内存地址，也就无法被虚拟机使用。
（就是 javac在编译的时候，把方法字段需要的内存信息，放到常量池，而不给方法和字段分配内存地址）当JVM运行Class文件时，
需要从常量池，获取对应的符号引用，再在类创建或者运行时解析、翻译到具体的内存地址。

d.java常量池有个计数器(因为常量池是不固定的，需要有计数器保存常量池长度)，计数器数据类型是u2（2个字节2的16次方，65536），所以
java中如果定义超过64KB的英文变量名或者方法名，将会无法编译。

（7）访问标志
常量池结束之后，是访问标志（access_flag），识别类或者接口的访问信息
a.Class是类还是接口
b.是否为public类型
c.是类的话，是否为abstract类型
d.是否为final类型

（8）字段表集合field_info，用于描述接口或类中的变量
包括类变量，和实例级变量，不包括局部变量
a.字段的作用域（public , private , protected）
b.是实例变量还是类变量(static修饰)
c.可变性(final修饰)
d.并发可见性(volatile修饰，是否强制从主内存读写)
e.是否可被序列化(transient修饰)
f.字段类型(8中基本类型，对象，数组)
h.字段名称。
各个修饰符都是boolean值

（9）方法表集合，
a. 访问标志
名称索引
等。。。
b.code，方法里面的代码，经过编译成字节码后，存放在方法表集合中一个名为code的属性里面，接口没有code属性
code最大值也是65536
c.在java语言中，要重载一个方法，除了要与原方法有相同的名字，还要求必须与原方法有一个不同的特征签名，
特征签名，就是方法信息在常量池中的描述，这个描述，不包括方法的返回值，所以，不能根据返回值的不同，来重载方法。
要根据参数类型和参数个数，来重载方法。

（10）max_stack
代表了操作数栈深度的最大值。在方法执行的任意时刻，操作数栈都不会超过这个深度。

（11）max_locals
代表了局部变量所需的存储空间。单位是slot ，slot是虚拟机为局部变量分配内存的最小单位。
对于byte,char,float,int,short,boolean等长度不超过32位的数据类型，需要1个slot，
double,long需要两个slot