JVM 的一大成就带来了平台无关性和日益凸显的语言无关性，而字节码（ByteCode）作为语言与平台的“中间代码”，正是构成这种无关性的基石，不同的语言经过各自的编译器编译后形成相同格式的字节码，再被 Java 虚拟机解释为平台相关的机器码并执行，从而实现了一次编写，到处运行（Write Once, Run Anywhere）。

Class 类文件的结构

Class 文件是一组以 8 位字节为基础单位的二进制流，其本质就是一张表，如下图所示，u1、u2、u4 表示 1 个字节、2 个字节、4 个字节的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照 utf-8 编码构成的字符串值。_info 结尾的表示表，用以描述有层次关系的复合结构数据。

常量池（Constant pool）

常量池是Class文件空间最大的数据项之一，长度不固定，主要包含两类：字面量（Literal）和符号引用（Symbolic References），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；符号引用这属于编译原理方面的概念，主要包括下面三类常量：

- 类和接口全限定名(Full Qualified Name)

- 字段的名称和描述符(Descriptor)

- 方法的名称和描述符

Java 是在虚拟机加载 Class 文件的时候进行的动态链接，因此 Class 文件不会保存各个方法字段的最终内存布局信息，关于动态链接部分，将在下一篇文章Java系列（四）——类的加载与执行介绍。

常量池中的每一个数据项都有自己的类型，目前 Java 8一共有以下 14 种表结构数据支持不同的常量类型，具体结构可参见官方文档。

可以使用 JDK 提供的 javap 工具，javap -verbose ClassName的方式查看 Class 中的常量。

访问标志（Access flags）

2个字节代表，标示用于识别一些类或者接口层次的访问信息。

类索引、父类索引和接口索引

类索引（this_class）和父类索引（super_class）都是一个 u2 的数据类型，而接口索引（Interfaces）是一组长度为interfaces_count 的 u2 类型的数据集合，它们的值大多存放的是对常量池中 CONSTANT_Class_info 的引用， Class 文件中由这三项数据来确定这个类的继承关系。

字段表（Field info）

字段表用于描述类或接口中声明的变量，格式如下：

field_info {
    u2             access_flags; //访问标识
    u2             name_index;  //名称索引
    u2             descriptor_index; //描述符索引
    u2             attributes_count; //属性个数
    attribute_info attributes[attributes_count];  //属性表的具体内容
}

字段访问标识如下：(表中加粗项是字段独有的)：

Java语法中，接口中的字段默认包含ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL标识。ACC_FINAL，ACC_VOLATILE不能同时选择等规则。紧跟其后的name_index和descriptor_index是对常量池的引用，分别代表着字段的简单名和方法的描述符。

方法表（Method info）

方法表用于描述类或接口中声明的方法，格式如下：

method_info {
    u2             access_flags; //访问标识
    u2             name_index;  //名称索引
    u2             descriptor_index;  //描述符索引
    u2             attributes_count;  //属性个数
    attribute_info attributes[attributes_count]; //属性表的具体内容
}

方法访问标识如下：(表中加粗项是方法独有的)

• 对于方法里的Java代码，进过编译器编译成字节码指令后，存放在方法属性表集合中“code”的属性内。
• 当子类没有覆写父类方法，则方法集合中不会出现父类的方法信息。
• Java语言中重载方法，必须与原方法同名，且特征签名不同。特征签名是指方法中各个参数在常量池的字段符号引用的集合，不包括返回值。当时Class文件格式中，特征签名范围更广，允许方法名和特征签名都相同，但返回值不同的方法，合法地共存子啊同一个Class文件中。

属性表（Attribute info）

属性表的基本结构，不同类型的属性表以此为基础各不相同：

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

属性表的限制相对宽松，不需要各个属性表有严格的顺序，只有不与已有的属性名重复，任何自定义的编译器都可以向属性表中写入自定义的属性信息，Java虚拟机运行时会忽略掉无法识别的属性。 关于虚拟机规范中预定义的属性，这里不展开讲了，列举几个常用的。

小结

Class 文件格式所具备的平台中立（不依赖于特定硬件及操作系统）、紧凑、稳定和可扩展的特点，是 Java 技术实现平台无关、语言无关两大特性的重要支柱。

Class 文件是 Java 虚拟机执行引擎的数据入口，也是 Java 体系技术构成之一。了解 Class 文件的结构对后面进一步了解虚拟机执行引擎有重要的意义。

• References:
• http://gityuan.com/2015/10/17/jvm-class-instruction/
• https://my.oschina.net/HeliosFly/blog/356517
• https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html