java Class文件结构
Java .class 文件是 Java 编程语言的关键组件，遵循精确且定义的结构。 这种结构不仅对于 Java 虚拟机 (JVM) 正确加载和执行字节码至关重要，而且还提供了有关编译后的 Java 代码的大量信息。 下面，我们深入研究类文件结构的基本元素，详细说明每个组件及其在整体架构中的重要性。
class文件格式
类文件由单个 ClassFile 结构组成。 该结构由 JVM 规范定义并遵循特定格式，其中包括以下主要部分：
- Magic Number魔数：固定值 (0xCAFEBABE)。 此唯一标识符验证该文件是否是 JVM 可读的有效类文件。
- Version Information版本号：major_version、minor_version，java版本号
- Constant Pool常量池
- Access Flags访问标识
- This Class, Super Class,and Interfaces类索引、父类索引与接口索引集合
- Fields字段集合
- Methods方法表集合
- Attributes属性表集合
以上信息如何查看？1
javap [options] classes...
JVM需要使用上述信息来正确加载、验证和执行
其是常量池，它是一个集中的字典，经常被类文件中的其他部分引用，突出了它在整个架构中的重要性。
Class文件在JVM中的生命周期
1. Loading加载
类加载过程执行以下三个功能：
从clas文件创建二进制数据流
根据内部数据结构解析二进制数据
创建 java.lang.Class 的实例
完成此操作后，类实例就可以进行链接了。
2. Linking链接
2.1 Verification验证
此步骤可确保安全性和完整性。JVM验证class文件的正确性，文件格式验证、语法是否有效、是否符合Java语言规范。
2.2 Preparation准备
在准备过程中，JVM 会为类静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。
2.3 Resolution解析
解析阶段包括将类文件中的符号引用解析为直接引用。这就是 JVM 常量池发挥关键作用的地方。主要针对类或接口、字段、类方法、方法类型等。
3. Initializes初始化
执行静态块： 这一阶段涉及执行静态初始化程序和静态块。JVM 会初始化静态字段，并按照它们在类文件中出现的顺序执行任何静态初始化块。
设置最终值： 为类的最终变量分配值，这些值在类的生命周期内不可更改。
4. Usage使用
实例化： JVM 根据应用程序的需要创建类的实例。
执行： 根据运行程序的要求调用和执行方法，访问字段。JVM 会将字节码解释或即时编译为机器代码以便执行。
5. Unloading卸载
垃圾回收： 当一个类不再需要，也没有对其实例的实时引用时，它就可以被卸载。JVM 的垃圾回收器会回收分配给类的内存。
The Anatomy of a Java Virtual Machine Class File
The Execution Lifecycle of a Java Application
javap
Chapter 4. The class File Format