Java class文件格式之方法_动力节点Java学院整理

在Java中，每个方法都有一个对应的Java虚拟机指令集。在Java源代码被编译成Java字节码之后，它们会被组织成一个或多个Java类文件。这些Java类文件都采用类似的格式进行组织，即Java class文件格式。

Java class文件格式中包含了一些关于Java类的元信息，诸如类名、超类名、接口、方法、字段等等。这篇文章将详细讲解Java class文件格式中关于方法的内容。

方法的概述

在Java class文件中，每个方法都会被描述为一个MethodInfo结构体。这个结构体包含了一些字段，用于描述该方法的名称，访问修饰符，参数类型和返回值类型。同时，这个结构体也包含了一些指令，用于描述该方法的具体操作逻辑。

下面是MethodInfo结构体的具体定义：

method_info {
   u2 access_flags;
   u2 name_index;
   u2 descriptor_index;
   u2 attributes_count;
   attribute_info attributes[attributes_count];
}

其中，access_flags字段用于描述该方法的访问修饰符；name_index和descriptor_index字段用于描述该方法的名称和参数类型/返回值类型；attributes_count字段用于描述该方法的属性数量；attributes字段用于描述该方法的属性列表。

方法的具体说明

访问修饰符

在Java class文件中，每个方法都可以被描述为public、private、protected或者default四种访问修饰符之一。通过在MethodInfo结构体的access_flags字段中存储不同的标识位，就可以表示不同的访问修饰符。如下表所示：

访问修饰符	标识位
public	0x0001
private	0x0002
protected	0x0004
default	0x0000

方法的名称和参数类型/返回值类型

在Java class文件中，每个方法都有一个名称和一组参数类型，同时也有一个返回值类型。在MethodInfo结构体中，这些信息都被存储在name_index和descriptor_index字段中。

name_index字段指向一个常量池中的CONSTANT_Utf8_info结构体，这个结构体包含了该方法的名称。

descriptor_index字段也指向一个常量池中的CONSTANT_Utf8_info结构体，这个结构体包含了该方法的参数类型和返回值类型的描述符。描述符的格式如下：

(参数类型列表)返回值类型

例如，下面是一个方法名称为add，参数类型为int和float，返回值类型为double的方法的相关信息：

method_info {
   access_flags: 0x0001;
   name_index: 12;
   descriptor_index: 25;
   attributes_count: 1;
   attributes: {
      attribute_info {
         attribute_name_index: 31;
         info: {...}
      }
   }
}

在这个例子中，name_index指向常量池中的第12个CONSTANT_Utf8_info结构体，它存储了方法名称add。descriptor_index指向常量池中的第25个CONSTANT_Utf8_info结构体，它存储了方法的参数类型和返回值类型的描述符(IF)D。

指令集

Java虚拟机指令集是用于执行Java字节码的指令集合。在Java class文件中，每个方法都会包含一些指令，这些指令描述了该方法的具体操作逻辑。

Java虚拟机指令集的种类繁多，具有复杂的结构和语法。在这篇文章中，我们只介绍一些简单的指令，例如aload、astore、iload、istore、return等等。

下面是一个简单的示例，它展示了一个使用Java虚拟机指令集实现的简单方法返回操作的代码：

.iconst_1
.ireturn

其中，iconst_1指令用于将整数1压入栈中，ireturn指令用于从当前函数中返回一个整数值。

下面是另一个示例，它实现了一个简单的计算方法，用于计算两个数的和：

aload_0
iload_1
iload_2
iadd
istore_3
return

其中，aload_0指令用于将this对象压入栈中，iload_1和iload_2指令用于将方法的第一个和第二个参数压入栈中，iadd指令用于将栈顶的两个整数值相加，istore_3指令用于将结果存储到第三个本地变量中，return指令用于从当前方法中返回。