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解析Java中的class文件

news 2025/8/25 23:08:47

解析class文件需要把class文件当成文件流来处理，定义ClassReader结构体

type ClassReader struct {data []byte
}

go语言中的reslice语法可以跳过已经读过的数据。

同时定义了ClassFile数据结构来描述class文件的各个部分，该数据结构如下所示：

type ClassFile struct { //magic uint32 minorVersion uint16 majorVersion uint16 constantPool ConstantPool accessFlags uint16 thisClass uint16 superClass uint16 interfaces []uint16 fields []*MemberInfo methods []*MemberInfo attributes []AttributeInfo }

ClassFile结构体如实反映了Java虚拟机规范定义的class文件格式。

class文件的魔数为0xCAFEBABE占四个字节

minorVersion为class文件的次版本号

majorVersion为class文件的主版本号

constantPool为常量池

acessFlags为class的可访问标识

thisClass和superClass都为常量池的索引

interfaces为接口索引表，该表存放的是常量池的索引

fields为类的字段表

methods为类的方法表

attributes为类的属性表

常量池

顾名思义，常量池中存放了各种各样的常量信息，包括数字和字符串常量、类和接口名、字段和方法名，等等。

因为常量池中存放的信息各不相同，所以每种常量的格式也不同。常量数据的一个字节是tag，用来区别常量的类型。下面是Java虚拟机给出的常量结构：

cp_info {u1 tag;u1 info[];
}

可以将常量池中的常量分为两类：字面量和符号引用。字面量包括数字常量和字符串常量，符号引用包括类和接口名、字段和方法信息等。除了字面量，其他常量都是通过索引直接或间接指向CONSTANT_Utf8_info常量。
常量引用关系

属性表

属性表存放着方法的字节码，因为虚拟机中的属性是可以扩展的，不同虚拟机实现可以定义自己的属性类型。由于这个原因，Java虚拟机使用属性名来区分不同的属性。属性结构定义如下所示：

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

按照用途，23种预定义属性可以分为三组。第一组属性是实现Java虚拟机所必须的，共有5种；第二组属性是Java类库所必需的，共有12种；第三组属性主要提供给工具使用，共有6种。第三组属性是可选的。

code属性

Code是变长属性，只存在于method_info结构种。Code属性中存放字节码等方法相关信息，其结构定义如下所示：

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 attribattribute_info attributes[attributes_count];
}
utes_count;