本文未完，还需要加入
1. 一个具体的实例讲解
2. 反汇编器讲解
Java这语言由于个人莫名其妙的原因，我在工作前是尽量不用的，哪怕是在大学时有门Java编程相关的课程，也是水水过去。“尽量不用”的结果就是不会用。当然写简单的程序，修改修改代码，对于有编程基础的人来说，Java实在是太简单了，马上就能上手。但是对于强迫症患者来说，这样是很不爽的。虽然我觉得目前我面对Java时最大的困难是难以一下子掌握他庞大的库1，但是我还是决定从基础学起，哪怕这对真正工作时帮不了什么忙。
讲Java语法的书我是懒得看了，哪怕是《thinking in java》我也懒得看。以前看过《thinking in C++》，然后结果就是忘光了，于是我明白了一个我明白了多次的道理：看语法书和经验之谈在没有实际编码经历之前都是没用的。正好这时候看到CC98上的BIAOBIAO齐“学姐”推荐深入理解Java虚拟机作为入门教材。鉴于我对BIAOBIAO齐“学姐”的靠谱印象，于是我就去翻了几页，然后翻着翻着就翻到了Java虚拟机规范，然后就准备写一系列博客了，对，这就是第一篇，希望不是最后一篇。
和此博客相关的是我在学习过程中写的一个小程序，他是javap2的一个克隆javap。我觉得学习java class file最好还是阅读Java虚拟机规范然后动手实现一些相关工具。
Java class file说白了就是一种二进制文件，可以和ELF文件类比。只不过ELF文件由Linux内核和动态链接器（一般为ld.so）合作加载、解析和执行，而Java class file则由java虚拟机来完成这些动作。如果以Java虚拟机作为标准制造CPU并完成相关操作系统开发，那么Java class file和ELF文件就是同一个地位了。相对而言，Java class file比ELF简单的多，主要原因在于Java标准只有一个，而ELF却要支持x86、PPC、MIPS等多种CPU架构。
The Java® Virtual Machine Specification里的约定，把一个字节（8位数据）记作u1，两个字节记作u2,4个字节记作u4，以此类推。
一下基本参照The Java® Virtual Machine Specification。
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];
}
magic用于判断文件类型，Java的magic是0xCAFEBABE。很容易看出，这个magic只是有指导意义，任何文件都可以添加这个maigc，到底是不是Java class file，还要进一步验证。
major_version和minor_version，顾名思义为大小版本号，没啥好说的。
constant_pool_count就是constant_pool的count，他用来表明constant_pool中有几项。而constant_pool中则是一系列的结构，每种结构大小是不一样的，但是这里称他们为cp_info。constant_pool的每条记录都是有序号的，序号从1到constant_pool_count-1。没错，不是从0开始的，所以constant_pool里有constant_pool_count-1而不是constant_pool_count条记录。
access_flags中记录的是class file中类的访问权限，比如public private等。
this_class中记录的是一个constant_pool索引，通过这个索引和constant_pool可以获得这个类的名字。super_class类似，只不过代表的是父类。
interfaces_count表示这个类实现的接口，interfaces中每一项都是constant_pool中的索引，根据interfaces_count、interfaces和constant_pool就能确认各个接口的名字。
下面的fields_count、methods_count和attributes_count分别代表fields、methods和attributes中的项数，至于fields、methods和attributes这三种结构，则参见下文。
Constant Pool里的每一项的一般结构如下
cp_info {
u1 tag;
u1 info[];
}
tag用来表示这个结构是什么数据，比如如果tag的值为1，则这个结构的类型为CONSTANT_Utf8，即utf8编码的字符串，如果tag为7，表示这个结构体是CONSTANT_Class。 Constant Pool有好几种类型，这里举几个例子。
此结构如下所示：
cp_info {
u1 tag;
u2 length;
u1 bytes[length];
}
tag的值表明了这是个CONSTANT_Utf8_info类型的结构，length用来表明后面还有几个bytes，实际就是用于解析过程中判断结构大小。然后是bytes，里面的内容为utf8编码的字符串。文件名啊、类名啊最后就存在这些结构体中。
此结构用来表示类或者接口，结构如下：
CONSTANT_Class_info {
u1 tag;
u2 name_index;
}
tag不必多说，而name_index实际上表示的是Constant Pool中的一个索引，其指向的的结构是CONSTANT_Utf8_info，也就是字符串。 上面说的this_class指向的实际上就是CONSTANT_Class_info，然后通过CONSTANT_Class_info可以找出CONSTANT_Utf8_info，获得类名[^3]。 [^3]: 没明白为什么要多走一步，this_class直接指向CONSTANT_Utf8_info不就好了
虽然上面结构总览中看到Fields和Methods先于Attributes，但是实际上Fields和Methods中包含有Attributes，所以我打算先写Attributes。
Attributes在ClassFile、field_info、method_info以及Attributes自身中都有出现。Attributes基本结构如下：
attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info[attribute_length];
}
attribute_name_index是Constant Pool中的索引，内容是个字符串，根据字符串来判断Attributes的类别。attribute_length用来指示info有多少个，其实就是确定结构大小。
因为Attributes有好多种类别，和上面一样，这里也举几个例子
SourceFile顾名思义，用来记录源文件信息 结构如下
SourceFile_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 sourcefile_index;
}
明显的，attribute_length的值只能等于2了，sourcefile_index是Constant Pool中的索引，存的是源文件名字符串
LocalVariableTable存在于Code（见下文）里，用于描述栈帧中局部变量和源代码的关系，主要用于调试。
结构如下
LocalVariableTable_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 local_variable_table_length;
{ u2 start_pc;
u2 length;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 index;
} local_variable_table[local_variable_table_length];
}
local_variable_table里的各项解释我就直接引用了
结构如下
Code_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 max_stack;
u2 max_locals;
u4 code_length;
u1 code[code_length];
u2 exception_table_length;
{ u2 start_pc;
u2 end_pc;
u2 handler_pc;
u2 catch_type;
} exception_table[exception_table_length];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
Fields和Methods放在一起讲，是因为他们结构基本一样。
field_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
method_info {
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}
access_flags记录权限控制，name_index和常量池确定field或者method的名字。descriptor_index和常量池确定field的类型或者method的返回类型。attributes_count和attributes则记录一系列的返回值。