在上文中我们分析到了常量池（具体代码请看上文）。阅读class文件重点在于了解class文件结构，就是下面这个代码啦！开始吧！

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];
}

访问权限

      紧接着常量池的2个字节是access_flags，它的值表示某个类或者接口的访问权限及属性。每个标志的取值及其含义如下表所示：

      示例代码的字节码显示access_flags为0x0021，可是表中没有这个值呀？？这是因为JVM将不同的值进行或运算得到不同的组合，这里就是ACC_SUPER和ACC_PUBLIC。ACC_SUPER可以不用管它，只需要知道ACC_PUBLIC，即这个类使用public修饰，确实如此。

类和父类

      继access_flags后的4个字节表当前类名索引和父类名索引，具体的值在常量池中。如图所示，this_class值为3，super_class值为4，分别对应常量池中的bytecode/Test1和java/lang/Object。如果这个class文件的super_class值为0，那么这个class文件只可能用来表示Object类，因为它是唯一没有父类的类。

接口

      接下来的4个字节与接口有关（如果有父接口的话是4个字节，无父接口则仅为2个字节）。前2个字节的interfaces_count（接口计数器）表示当前类或接口的直接超接口量。后2个字节的interfaces[]（接口表）中的每个成员的值必须是对常量池表中某项的有效索引，它的长度为interfaces_count。每个interfaces[i]必须为CONSTANT_Class_info结构，其中0<=i<interfaces_count。在interfaces[]中，各成员所表示的接口顺序和对应的源代码中给定的接口顺序（从左至右）一样，即interfaces[0]对应的是源代码中最左边的接口。如果interfaces_count为0，那么在字节码中是不存在interfaces[]的。

成员字段

      接下来的2个字节表示fields_count(字段计数器)，它的值表示当前class文件fields表的成员个数。当前字节码中的值为0x0001（十进制为1），我只声明了一个实例字段a。fields表中每个成员都是一个field_info结构（如下所示），用于表示该类或接口所声明的类字段（static修饰）或者实例字段。

field_info {
    u2                access_flags;
    u2                name_index;
    u2                descriptor_index;
    u2                attributes_count;
    attribute_info    attributes[attributes_count];
}

      field_info结构各项的说明如下：

• access_flags：它的值用来表示字段的访问权限和基本属性。具体如下表所示：

• name_index:顾名思义，这是表示字段名称的索引。它的值必须是常量池中的一个有效索引，且必须为CONSTANT_Utf8_info结构。
• descriptor_index:它的值也必须是常量池中的一个有效索引，且必须是CONSTANT_Utf8_info结构。
• attributes_count:它的值表示当前字段的附加属性（attribute_info）的数量。
• attributes[]:属性表（attributes[]）中的每个成员，其值必须是attribute_info结构（如下表示的是一个通用属性结构）。一个字段可以管理任意多个属性。

attribute_info {
    u2    attribute_name_index;
    u4    attribute_length;
    u1    info[attribute_length];
}

      示例class文件的分析如下：

方法

      接下来的2个字节表示methods_count（方法计数器），表示当前class文件methods表的成员个数。methods表中的每个成员都是一个method_info结构。methods[]（方法表）中的每个成员都必须是一个method_info结构，用于表示当前类或接口中某个方法的完整描述。

method_info {
    u2                access_flags;
    u2                name_index;
    u2                descriptor_index;
    u2                attributes_count;
    attribute_info    attributes[attributes_count];
}

      method_info结构各项的说明如下：

• access_flags：它的值用来表示字段的访问权限和基本属性。具体如下表所示：

• name_index:顾名思义，这是表示字段名称的索引。它的值必须是常量池中的一个有效索引，且必须为CONSTANT_Utf8_info结构。
• descriptor_index:它的值也必须是常量池中的一个有效索引，且必须是CONSTANT_Utf8_info结构。
• attributes_count:它的值表示当前字段的附加属性（attribute_info）的数量。
• attributes[]:属性表（attributes[]）中的每个成员，其值必须是attribute_info结构。一个字段可以管理任意多个属性。方法中重点在于Code属性。有点复杂

      在实例代码的class文件中可以看见methods_count值为0x0003，说明代码中有3个方法，虽然我们只是声明了两个方法，可是我们不要忘记了无参构造方法，所以共有3个方法。
      接下来开始分析第一个方法。根据method_info结构，第一个access_flag属性为0x0001(public)，第二个name_index属性为0x0007(#7)，第三个descriptor_index属性为0x0008(#8)，第四个attributes_count属性为0x0001(十进制为1)，说明附加属性数量为1。不难发现第一个方法就是自动生成的无参构造方法了。

      根据attribute_info结构，第一个属性的name_index为0x0009，对应常量池中的Code。紧接着是4个字节的属性长度0x00000038(十进制为56)，说明Code属性长度为56字节。接下来是分析这56个字节的内容了，前提是我们需要了解Code这个属性，这是JVM预定义的一个属性。其结构如下：

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[exceptionn_table_length];
    u2                attributes_count;
    attribute_info    attributes[attributes_count];
}

      Code_attribute结构各项的说明如下：

• attribute_name_index:其值必须是对常量池的一个有效索引。常量池表在该索引处的成员必须是CONSTANT_Utf8_info结构，用以表示字符串"Code"。
• attribute_length:表示当前属性的长度，不包括初始的6个字节（attribute_name_index和attribute_length）
• max_stack:当前方法的操作数栈在方法执行的任何时间点的最大深度
• max_locals:分配在当前方法引用的局部变量表中的局部变量个数，其中也包括调用此方法时用于传递参数的局部变量。
• code_length:当前方法code[]数组的字节数，值必须大于0，即code[]数组不能为空
• code[]:实现当前方法的Java虚拟机代码的实际字节内容
• exception_table_length:exception_table表的成员个数

• exception_table[]:数组每个成员表示code[]数组中的一个异常处理器。同时exception_table[]的每个成员包含如下4项：

  • start_pc和end_pc:表明了异常处理器在code[]中的有效范围。start_pc的值必须是对当前code[]中某一指令操作码的有效索引，end_pc的值要么是对当前code[]中某一指令操作码的有效索引，要么等于code_length的值。start_pc的值必须比end_pc小。当程序计数器在范围[start_pc,end_p)内时，异常处理器就将生效。
  • handler_pc:表示一个异常处理器的起点。handler_pc的值必须同时是对当前code[]和其中某一指令操作码的有效索引。
  • catch_type:如果catch_type的值不为0，那么它必须是对常量池表的一个有效索引。常量池表在该索引处的成员必须是CONSTANT_Class_info结构，用以表示当前异常处理器需要捕捉的异常类型。只有当抛出的异常是指定的类或者其子类的实例时，才会调用异常处理器。
• attributes_count:表示Code属性中attributes[]数组中成员的个数。
• attribute[]:属性表中的每个值都必须是attribute_info结构体，Code属性可以关联任意多个属性。

      接下来数56个字节，开始从max_stack开始分析（切勿从attribute_name_index开始分析，已经分析过了）。

maxstack        2
maxlocals       1 
code_length     10

也许大家会有疑惑了，无参构造方法是没有参数的呀！怎么maxlocals的值是1呢？那不是说明有一个局部变量吗？如果您学习过pyhton就知道python的方法中第一个参数必须是self，表示当前对象。Java在方法内部我们经常使用this.xxx获取对象中的属性，方法。所以这个隐藏的局部变量就是this。

      知道的code_length为10我们可以很简单的查看code具体的内容了，注意，这里说的内容不是Java代码，而是指令集对应的十六进制编号：

      我们通过这10个字节的16进制是很难得到下面的指令集的，这时候我们就可以开始使用插件来帮助我们了。

0: aload_0
1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: aload_0
5: iconst_1
6: putfield      #2                  // Field a:I
9: return

      IDEA为我们提供了名为jclasslib的插件，通过它也提供非插件版供我们下载使用。https://github.com/ingokegel/jclasslib

      我们点击具体的助记符还会自动打开对应的官方文档，帮助我们更清楚的了解助记符的含义。以上助记符对应的十六进制编号如下所示：

aload_0        0x2a
invokespecial  0xb7
iconst_1       0x4
putfield       0xb5
return         0xb1

      注意：红色框部分表示的是额外的参数。

      接下来分析exception_table_length，值为0x0000，说明异常表成员数量为0。

LineNumberTable

      紧接着是attributes_count，值为0x0002，说明有两个附件属性。根据attribute_info结构，第一个属性的name_index为0x000A，对应常量池中的LineNumberTable。
      LineNumberTable属性是可选的变长属性，位于Code结构的属性中。它被调试器用于确定源文件中由给定的行号所表示的内容，对应于Java虚拟机cod[]数组中的哪一部分。在Code属性的属性表中，LineNumberTable属性可以按照任意顺序出现。在Code属性attributes表中，可以有不止一个LineNumberTable属性对应于源文件中的同一行。也就是说，多个LineNumberTable属性可以合起来表示源文件中的某行代码，属性与源文件的代码行之间不必有一一对应的关系。
      LineNumberTable的结构如下所示：

LineNumberTable_attribute {
    u2 attribute_name_index;
    u4 attribute_length;
    u2 line_number_table_length;
    {
        u2    start_pc;
        u2    line_number;
    } line_number_table[line_number_table_length];
}

      LineNumberTable结构各项的说明如下：

• attribute_name_index:其值必须是对常量池的一个有效索引。常量池表在该索引处的成员必须是CONSTANT_Utf8_info结构，用以表示字符串"LineNumberTable"。
• attribute_length:表示当前属性的长度，不包括初始的6个字节（attribute_name_index和attribute_length）
• line_number_table_length:表示line_number_table[]数组的成员个数。

• line_number_table[]:数组的每个成员都表明源文件中的行号会在code数组中的哪一条指令处发生变化。line_number_table的每个成员都具有如下两项：

  • start_pc:其值必须是code[]数组的一个索引，code[]在该索引处的指令码，表示源文件中新的行的起点。start_pc的值必须小于当前LineNumberTable属性所在的Code属性的code_length的值。
  • line_number:其值必须与源文件中对应的行号相匹配。

      接着分析attribute_length，值为0x0000000A(十进制为10)，说明属性的长度为10。后续line_number_table_length的值为0x0002表示line_number_table的个数为2。对应插件生成的结果是一致的。至此，第一个属性分析完成。

LocalVariableTable

      开始分析第二个属性。根据attribute_info结构，第一个属性的name_index为0x000B，对应常量池中的LocalVariableTable。
      LocalVariableTable属性是可选变长属性，位于Code属性的属性表中，调试器在执行方法的过程中可以用它来确定某个局部变量的值。在Code属性的属性表中，多个LineVariableTable属性可以按照任意顺序出现。Code属性attribute表中的每个局部变量，最多只能有一个LocalVariableTable属性。
      LocalVariableTable的结构如下所示：

LocalVariableTable_attribute {
    u2 attribute_name_index;
    u4 attribute_length;
    u2 local_variable_table_length;
    {
        u2    start_pc;
        u2    length;
        u2    name_index;
        u2    descriptor_index;
        u2    index;
    } local_variable_table[local_variable_table_length];
}

      LocalVariableTable结构各项的说明如下：

• attribute_name_index:其值必须是对常量池的一个有效索引。常量池表在该索引处的成员必须是CONSTANT_Utf8_info结构，用以表示字符串"LocalVariableTable"。
• attribute_length:表示当前属性的长度，不包括初始的6个字节（attribute_name_index和attribute_length）
• local_variable_table_length:表示local_variable_table[]数组中成员的数量。

• local_variable_table:数组中的每一项都以偏移量的形式给出了code数组中的某个范围。当局部变量处在这个范围内的时候，它是有值的。此项还会给出局部变量再当前帧的局部变量表(local variable array)中的索引。local_variable_table[]的每个成员都有如下5个项：

  • start_pc和length:当给定的局部变量处在code数组的[start_pc,start_pc + length)范围内，也就是处在由偏移量大于等于start_pc且小于start_pc + length的字节码所构成的范围内时，该局部变量必定具备某个值。start_pc的值必须是对当前Code属性的code[]的一个有效索弓|, code[]在这个索引处必须是一条指令的操作码。start_pc+length要么是当前Code属性的code[]数组的有效索引，且code[]在该索引处必须是一条指令的操作码，要么是刚超过code[]数组末尾的首个索引值。
  • name_index:值必须是对常量池表的一个有效索引。常量池在该索引处的成员必须是CONSTANT_Utf8_info结构，用来表示一个有效的非限定名，以指代这个局部变量。
  • descriptor_index:值必须是对常量池表的一个有效索引。常量池在该索引处的成员必须是CONSTANT_Utf8_info结构，此结构是个用来表示源程序中局部变量类型的字段描述符。
  • index:值为此局部变量在当前栈帧的局部变量表中的索引。如果在index索引处的局部变量是long或double类型，则占用index和index+1两个位置

      接下来的local_variable_table_length值为0x0001表示local_variable_table的个数为1。
      接着分析attribute_length，值为0x0000000C(十进制为10)，说明属性的长度为10。后续local_variable_table_length的值为0x0001表示local_variable_table的个数为1。对应插件生成的结果是一致的。至此，第二个属性分析完成。

      查看local_variable_table可以看出无参构造方法中的一个局部变量为this。

      至此我们已经完整的分析完了第一个方法，后续方法也是一样的去分析。根据插件结构判断正确与否吧^_^

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