java class 文件格式解析
前言
大约5年前,想研究javaassistant,cglib等字节码操作的相关类库,来对class进行增强,当要到要操作字节码的时候,发现无法继续下去了,只能放弃。
学习jvm字码,需要理解class的组成方式,对汇编,操作栈比较了解,无奈,只好重新学习编译原理,汇编等知识,再来看jvm规范,现在理解起来,容易很多了。
Class文件规范
编译后被 Java 虚拟机所执行的代码使用了一种平台中立(不依赖于特定硬件及操作系统的)
的二进制格式来表示,并且经常(但并非绝对)以文件的形式存储,因此这种格式被称为 Class
文件格式。Class 文件格式中精确地定义了类与接口的表示形式,包括在平台相关的目标文件格
式中一些细节上的惯例
相关文档
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se15/html/jvms-4.html
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];
}
下面,我们开始解析每个字段是如何标识出来的
其中 u4, u2 代表什么意思
u 表示无符号数 后面的数字 表示 占用多少字节
u4 占用4个字节
u2 占用2个字节
- magic 占用4个字节,(ca fe ba be )
-
minor_version 子版本号 ,2个字节数字
-
major_version 主版本好 2个字节的数字
- constant_pool_count 常量池数目 2个字节的数字
- constant_pool[constant_pool_count-1] 常量池数组
- access_flags 访问标识 2个字节数字
- this_class class名称的索引,
- super_class 超类的名称索引
- interfaces_count 接口的数目
- interfaces[interfaces_count] 接口的数组
- fields_count 字段数目
- fields[fields_count] 字段的数组
- methods_count 方法的数目
- methods[methods_count] 方法的数组
- attributes_count 属性的数目
- attributes[attributes_count] 属性的数组
如何自己动手解一个class文件
相信大部分第一样看到上面的协议时候,能看弄,但是要自己动手解析出每个字段的含义出来,
就无法下手了,
- 读取class文件
FileInputStream in= new FileInputStream("d:/my.class");
- 读取 magic ,(magic u4 占用4个字节)
byte[] bytes=new byte[4];
in.read(bytes);
- 读取 minor_version u2 占用2个字节
byte[] minorByte=new byte[2];
in.read(minorByte);
- 读取 major_version u2 占用2个字节
byte[] majorVersion=new byte[2];
in.read(majorVersion);
看到上面的解析,是否明白了,其实还是很有规律的,只要你认真看协议文档(要看好多遍才行)
最终解析class 文档就是这样的
ClassFile classFile = new ClassFile();
PcBufferInputStream in = new PcBufferInputStream(new FileInputStream(fileName));
classFile.setMagic(readMagic(in));
classFile.setMinorVersion(readMinorVersion(in));
classFile.setMajorVersion(readMajorVersion(in));
classFile.setConstantPoolCount(readConstantPoolCount(in));
classFile.setCpInfo(readCpInfo(in));
classFile.setAccessFlags(readAccessFlags(in));
classFile.setThisClass(readThisClass(in));
classFile.setSuperClass(readSuperClass(in));
classFile.setInterfacesCount(readInterfacesCount(in));
// u2 interfaces interfaces_count
classFile.setInterfaces(readInterfaces(in));
// u2 fields_count
classFile.setFieldsCount(readFieldsCount(in));
// field_info fields fields_count
classFile.setFields(readFields(in));
// u2 methods_count 1
// method_info methods methods_count
classFile.setMethodsCount(readMethodsCount(in));
classFile.setMethods(readMethods(in));
// u2 attribute_count 1
classFile.setAttributeCount(readAttributeCount(in));
// attribute_info attributes attributes_count
classFile.setAttributes(readAttributes(in));
classFile.setPcRecord(recordMap);
return classFile;
java class 解析源码开源地址
https://gitee.com/venus-suite/java-classViewer
如果喜欢,欢迎stars 哦