访问标识/类索引/父类索引/接口索引

Class 文件结构中的索引区域

Class 文件中，访问标识和各类索引决定了类的身份和继承关系。

类索引（this_class）

类索引指向常量池中的一个 CONSTANT_Class 常量，表示当前类：

this_class (u2):
  │
  └──▶ constant_pool[this_class] = CONSTANT_Class_info
                                        │
                                        └──▶ name_index → CONSTANT_Utf8 = "com/example/User"

父类索引（super_class）

父类索引指向常量池中的一个 CONSTANT_Class 常量，表示父类：

super_class (u2):
  │
  └──▶ constant_pool[super_class] = CONSTANT_Class_info
                                        │
                                        └──▶ name_index → CONSTANT_Utf8 = "java/lang/Object"

特殊情况

场景	super_class 值	说明
class User {}	指向 java/lang/Object	默认继承 Object
class User extends Person {}	指向 Person	显式指定父类
public interface I {}	值为 0	接口的父类没有意义
public interface I extends A, B {}	值为 0	接口也用 0

接口索引集合（interfaces）

接口索引集合存储当前类实现的所有接口：

interfaces_count (u2):
  │
  └── N 个接口索引

interfaces[0] (u2):
  │
  └──▶ constant_pool[interfaces[0]] = CONSTANT_Class_info
                                              │
                                              └──▶ name_index → CONSTANT_Utf8 = "java/io/Serializable"

查看接口索引

javap -verbose User.class

# 输出：
# public class com.example.User implements java.io.Serializable
#   ...
#   interfaces count: 1
#   public static final transient java.io.Serializable JNI;
#     descriptor: Ljava/io/Serializable;
#   ...

字段表集合（fields）

基本结构

fields_count (u2): 字段数量
  │
fields[]:
  field_info {
    u2  access_flags;       // 访问标识
    u2  name_index;         // 字段名（指向 Utf8）
    u2  descriptor_index;   // 描述符（指向 Utf8）
    u2  attributes_count;    // 属性数量
    attribute_info  attributes[attributes_count];
  }

字段的访问标识

标识	值	说明
ACC_PUBLIC	0x0001	public
ACC_PRIVATE	0x0002	private
ACC_PROTECTED	0x0004	protected
ACC_STATIC	0x0008	static
ACC_FINAL	0x0010	final
ACC_VOLATILE	0x0040	volatile
ACC_TRANSIENT	0x0080	transient
ACC_SYNTHETIC	0x1000	编译器生成
ACC_ENUM	0x4000	枚举字段

字段描述符

字段描述符描述字段的类型：

public class User {
    private String name;     // 描述符: Ljava/lang/String;
    private int age;        // 描述符: I
    private boolean active; // 描述符: Z
    private String[] roles; // 描述符: [Ljava/lang/String;
}

查看字段表

javap -verbose User.class

# 输出：
# private java.lang.String name;
#   descriptor: Ljava/lang/String;
#   flags: ACC_PRIVATE
#
# private int age;
#   descriptor: I
#   flags: ACC_PRIVATE

方法表集合（methods）

基本结构

methods_count (u2): 方法数量
  │
methods[]:
  method_info {
    u2  access_flags;       // 访问标识
    u2  name_index;         // 方法名（指向 Utf8）
    u2  descriptor_index;   // 描述符（指向 Utf8）
    u2  attributes_count;    // 属性数量
    attribute_info  attributes[attributes_count];
  }

方法的访问标识

标识	值	说明
ACC_PUBLIC	0x0001	public
ACC_PRIVATE	0x0002	private
ACC_PROTECTED	0x0004	protected
ACC_STATIC	0x0008	static
ACC_FINAL	0x0010	final
ACC_SYNCHRONIZED	0x0020	synchronized
ACC_BRIDGE	0x0040	编译器生成的桥接方法
ACC_VARARGS	0x0080	可变参数方法
ACC_NATIVE	0x0100	native 方法
ACC_ABSTRACT	0x0400	abstract
ACC_STRICT	0x0800	strictfp
ACC_SYNTHETIC	0x1000	编译器生成

方法描述符

// 方法描述符示例

String toString()
// → ()Ljava/lang/String;

int indexOf(String str, int fromIndex)
// → (Ljava/lang/String;I)I

void main(String[] args)
// → ([Ljava/lang/String;)V

boolean equals(Object obj)
// → (Ljava/lang/Object;)Z

查看方法表

javap -verbose User.class

# 输出：
# public java.lang.String toString();
#   descriptor: ()Ljava/lang/String;
#   flags: ACC_PUBLIC
#   Code:
#     stack=2, locals=1, args_size=1
#        0: aload_0
#        1: getfield      #2
#        4: areturn

属性表集合（attributes）

重要的预定义属性

JVM 定义了多种预定义属性，其中最重要的是 Code 属性：

属性名	说明	适用
Code	方法的字节码	方法表
LineNumberTable	行号表	Code 属性
LocalVariableTable	局部变量表	Code 属性
LocalVariableTypeTable	泛型局部变量表	Code 属性
SourceFile	源文件名	类/接口
SourceDebugExtension	调试扩展	类/接口
Deprecated	已废弃	字段/方法/类
Synthetic	编译器生成	字段/方法/类
Signature	泛型签名	类/方法/字段
RuntimeVisibleAnnotations	可见注解	类/方法/字段

SourceFile 属性

记录源文件名：

javap -verbose User.class | grep SourceFile

# 输出：
# SourceFile: User.java

Deprecated 属性

标记已废弃的类/方法/字段：

@Deprecated
public void oldMethod() { }

// 字节码中：
// Deprecated: <no information>

Signature 属性

JDK 5 引入泛型后，泛型信息需要额外存储：

public class Container<T> {
    private T value;
}

// Signature: LContainer<TT;>;

本节小结

Class 文件索引结构速查：

字段	指向	说明
this_class	CONSTANT_Class	当前类
super_class	CONSTANT_Class（值为 0 表示接口）	父类
interfaces[]	CONSTANT_Class 数组	实现的接口
fields[]	字段表集合	所有字段
methods[]	方法表集合	所有方法
attributes[]	属性表集合	附加信息

字段表和方法表的结构类似，都是 access_flags + name + descriptor + attributes。

下一节，我们来看 字段表/方法表/属性表集合。