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Java Class 解析器实现方法示例

2023-05-31 03:37

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最近在写一个私人项目,名字叫做ClassAnalyzer,ClassAnalyzer的目的是能让我们对Java Class文件的设计与结构能够有一个深入的理解。主体框架与基本功能已经完成,还有一些细节功能日后再增加。实际上JDK已经提供了命令行工具javap来反编译Class文件,但本篇文章将阐明我实现解析器的思路。

Class文件

作为类或者接口信息的载体,每个Class文件都完整的定义了一个类。为了使Java程序可以“编写一次,处处运行”,Java虚拟机规范对Class文件进行了严格的规定。构成Class文件的基本数据单位是字节,这些字节之间不存在任何分隔符,这使得整个Class文件中存储的内容几乎全部是程序运行的必要数据,单个字节无法表示的数据由多个连续的字节来表示。

根据Java虚拟机规范,Class文件采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据,这种伪结构中只有两种数据类型:无符号数和表。Java虚拟机规范定义了u1、u2、u4和u8来分别表示1个字节、2个字节、4个字节和8个字节的无符号数,无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者是字符串。表是由多个无符号数或者其它表作为数据项构成的复合数据类型,表用于描述有层次关系的复合结构的数据,因此整个Class文件本质上就是一张表。在ClassAnalyzer中,byte、short、int和long分别对应u1、u2、u4和u8数据类型,Class文件被描述为如下Java类。

public class ClassFile { public U4 magic;       // magic public U2 minorVersion;      // minor_version public U2 majorVersion;      // major_version public U2 constantPoolCount;    // constant_pool_count public ConstantPoolInfo[] cpInfo;   // cp_info public U2 accessFlags;      // access_flags public U2 thisClass;      // this_class public U2 superClass;      // super_class public U2 interfacesCount;     // interfaces_count public U2[] interfaces;      // interfaces public U2 fieldsCount;      // fields_count public FieldInfo[] fields;     // fields public U2 methodsCount;      // methods_count public MethodInfo[] methods;    // methods public U2 attributesCount;     // attributes_count public BasicAttributeInfo[] attributes;  // attributes}

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