Java 시작하기: Java 클래스 파일에 대한 자세한 설명-java지도 시간-php.cn

1. 자바 클래스 파일이란
자바 클래스 파일은 자바 프로그램을 바이너리로 표현한 것입니다. 각 클래스 파일은 클래스 또는 인터페이스를 나타냅니다. 하나의 클래스 파일에 여러 클래스나 인터페이스를 넣을 수는 없습니다. 이를 통해 생성된 플랫폼에 관계없이 모든 호스트에서 클래스 파일을 실행할 수 있습니다.

클래스 파일은 Java 아키텍처의 일부이지만 Java 언어와 분리될 수 없습니다. 다른 언어로 된 프로그램을 클래스 파일로 컴파일할 수 있고, 자바 프로그램 파일을 다른 바이너리 형태로 컴파일할 수 있습니다.
Java 클래스 파일은 8비트 바이트 기반의 바이너리 스트림입니다. 데이터 블록은 구분 기호가 없는 순차적인 빅엔디안 형식으로 저장됩니다.
2. 클래스 파일 내용
자바 클래스 파일에는 자바 가상 머신이 요구하는 클래스와 인터페이스에 대한 모든 정보가 담겨 있다. 모든 클래스 파일의 정보는 다음 네 가지 기본 유형으로 저장됩니다.
표 6-1. 클래스 파일 "PRImitive 유형"
u1 부호 없는 단일 바이트
u2 부호 없는 2바이트
u4 부호 없는 4개 bytes
u8 six unsigned bytes
클래스 파일의 주요 부분은 표 6-2의 순서로 저장됩니다.
표 6-2. ClassFile 테이블 형식
유형& #9;이름 카운트
u4 매직 1
u2 major_version 1
u2 major_version 1
u2 Constant_pool_count 상수 1
cp_info Constant_pool_count-1
u2 access_flags 1
u2 this_class 1
u2 super_class 1
u2 인터페이스_카운트 1
u2 인터페이스 인터페이스_카운트
u2 fields_count 1
field_info 필드 fields_count
u2 메소드_카운트 1
메소드_ 정보 메소드 메소드_카운트
u2 속성_카운트 1
attribute_info 속성 속성 attribute_count
1. 매직 인코딩(magic)
모든 Java 클래스 파일의 처음 4바이트는 매직 인코딩(OxCAFEBABE)입니다. 클래스 파일은 매직 인코딩을 통해 쉽게 식별할 수 있습니다.
2. Minor_version 및 major_version(minor_version 및 major_version)
나머지 4바이트는 마이너 버전 번호와 메이저 버전 번호입니다. 그러나 Java 기술이 발전함에 따라 일부 새로운 기능이 클래스 파일에 추가될 수 있습니다. 클래스 파일 형식이 변경될 때마다 버전 번호도 그에 따라 변경됩니다. 가상 머신은 버전 번호를 사용하여 처리할 수 있는 클래스 파일을 식별합니다. JVM(Java Virtual Machine)은 주어진 주 버전 번호와 그 아래의 일부 부 버전 번호만 처리할 수 있는 경우가 많습니다. 가상 머신은 더 이상 처리 범위에 속하지 않는 클래스 파일을 거부해야 합니다.
3. Constant_pool_count 및 Constant_pool
다음은 상수 풀입니다. 상수 풀에는 문자열, 상수(최종 변수 값), 클래스 이름, 메서드 이름과 같이 클래스나 인터페이스에서 액세스한 상수가 포함됩니다. 상수 풀은 목록으로 저장됩니다. 목록에 포함된 상수의 개수는 이전에 저장된 "constant_pool_count"입니다.
상수 풀의 많은 상수는 상수 풀의 다른 상수를 참조하며, 상수 풀 상수에 대한 참조는 결국 상수 풀의 상수에 대한 직접 참조로 변환됩니다. 상수 목록의 인덱스는 1부터 시작하지만 상수 수는 여전히 0을 포함합니다. 예를 들어 상수 목록에 15개의 상수가 있으면 상수 수는 16이 됩니다.
모든 상수의 시작 부분에는 해당 유형을 나타내는 플래그가 있습니다. 가상 머신이 이 플래그를 읽으면 이 상수의 특정 유형을 알게 됩니다. 표 6-3에는 다음 플래그가 나열되어 있습니다.
표 6-3. 상수 풀 태그
항목 유형 태그 값 설명
CONSTANT_Utf8 1 UTF-8로 인코딩된 유니코드 문자열
CONSTANT_Integer 3 int 리터럴 값
CONSTANT_Float 4 부동 리터럴 값
CONSTANT_Long 5 긴 리터럴 값
CONSTANT_Double 6 이중 리터럴 값
CONSTANT_Class 7 클래스 또는 인터페이스에 대한 기호 참조
CONSTANT_String 8 문자열 리터럴 값
CONSTANT_Fieldref 9 필드에 대한 기호 참조
CONSTANT_Methodref 10 클래스에 선언된 메서드에 대한 기호 참조
CONSTANT_InterfaceMethodref 11 인터페이스에 선언된 메서드에 대한 기호 참조
CONSTANT_NameAndType 12 필드 또는 메소드에 대한 기호 참조의 일부
표 6-3의 각 플래그에는 이 플래그가 나타내는 일부 특정 정보를 설명하는 해당 테이블이 있습니다. 플래그 이름은 +_INFO로 끝납니다. 예를 들어 CONSTANT_CLASS 플래그는 CONSTANT_CLASS_INFO에 해당합니다.
상수 풀은 프로그램의 동적 연결에 매우 중요한 역할을 합니다. 위에서 언급한 다양한 상수 값 외에도 상수 풀에는 클래스 및 인터페이스의 전체 이름, 필드 이름 및 설명자, 메서드 이름 및 설명자 등 세 가지 유형의 기호 참조가 포함되어 있습니다. 필드는 클래스나 인터페이스의 인스턴스 또는 클래스 변수이고 필드 설명자는 필드의 유형입니다. 메소드 설명자는 메소드의 수, 순서 및 유형과 반환 값 및 매개변수입니다. 이러한 전체 이름은 이 클래스 또는 인터페이스를 다른 클래스 또는 인터페이스에 연결할 때 가상 머신에서 사용됩니다. 클래스 파일에는 메모리 구조에 대한 정보가 포함되어 있지 않으므로 이 링크는 기호 참조 형식으로만 존재할 수 있습니다. 가상 머신은 실행 중에 이러한 기호 참조를 실제 주소로 변환합니다. 자세한 내용은 8장 "연결 모델"을 참조하세요.
4. 액세스 플래그(access_flags)
상수 풀 바로 뒤의 2바이트는 액세스 플래그로, 이 클래스 또는 인터페이스에 대한 정보의 여러 측면을 나타냅니다.
표 6 -4 . ClassFile 테이블의 access_flags 항목에 있는 플래그 비트
플래그 이름 값 의미 Set Set By
ACC_PUBLIC 0x0001 유형은 공용 클래스 및 인터페이스
ACC_FINAL 0x0010 클래스는 최종 클래스만
ACC_SUPER 0x0020 새로운 호출 특수 사용 semanticsClasses 및 인터페이스
ACC_INTERFACE 0x0200 유형은 클래스가 아닌 인터페이스입니다. 모든 인터페이스, 클래스 없음
ACC_ABSTRACT 0x0400 유형은 추상입니다. 모든 인터페이스, 일부 클래스
ACC_SUPER 플래그는 이전 SUN 컴파일 장치와의 호환성을 위한 것입니다. 사용되지 않는 모든 액세스 플래그는 0으로 설정되어야 합니다.
5. 클래스 이름(this_class)
다음 2바이트는 상수 풀의 인덱스를 저장합니다. 이 상수 풀의 엔터티는 플래그 및 이름 인덱스를 포함하는 CONSTANT_CLSS_INTO 유형이어야 합니다. 플래그는 CONSTATN_CLASS이고 이름 인덱스는 클래스 또는 인터페이스의 전체 이름을 저장하는 CONSTANT_UTF8_INFO 유형의 인덱스여야 합니다.
6. 상위 클래스(super_class)
this_class 이후에는 2바이트 super_class이며 상위 클래스의 전체 이름을 저장하는 상수 풀의 인덱스이기도 합니다. 상위 클래스가 java.lang.Object인 경우 super_class는 0이어야 합니다. 인터페이스의 경우 super_class는 0입니다.
7. (interfaces_count 및 인터페이스)
interfaces_count는 상위 인터페이스의 수를 저장하고, 인터페이스는 일부 상수 풀 인덱스를 배열 형태로 저장합니다. 각 인덱스는 각 상위 인터페이스의 전체 이름을 저장하는 CONSTANT_CLASS_INFO 상수를 가리킵니다. 이 배열의 순서는 부모 인터페이스가 Implements 및 Extensions 문에 표시되는 왼쪽에서 오른쪽 순서입니다.
8. (fields_count 및 fields)
필드는 field_info 목록에 저장되며, fields_count는 이 목록의 길이입니다. Field_info 목록에는 클래스나 인터페이스에서 선언된 변수만 저장됩니다. 상위 클래스나 상위 인터페이스에서 상속된 필드는 여기에 저장되지 않습니다.
field_info 테이블의 각 항목은 필드 이름, 설명자, 액세스 권한을 포함한 필드 정보를 설명합니다. 필드가 최종으로 선언되면 이 필드에 대한 정보가 field_info 테이블과 상수 풀에 저장됩니다.
9. (methods_count 및 메소드)
메소드 정보는 method_info 테이블에 저장되며, mehtods_count는 테이블의 길이입니다. Method_info 테이블은 클래스나 인터페이스에 선언된 메서드만 저장하고 상위 클래스나 인터페이스에서 상속된 메서드는 저장하지 않습니다.
메소드 이름과 설명자(반환 값 및 매개변수 유형)는 Method_info 테이블에 저장됩니다. 추상 메소드가 아닌 경우 스택의 크기(지역 변수를 저장하는 데 사용됨), 피연산자 스택의 최대 크기, catch된 예외 목록, 메소드의 바이트 코드, 선택적 라인 번호 및 지역 변수 테이블은 다음과 같습니다. 또한 저장되었습니다. 메서드가 일부 확인된 예외를 발생시키는 경우 method_info에는 확인된 예외 목록도 포함됩니다.
10. (attributes_count 및 속성)
클래스 파일의 마지막 항목은 속성의 개수와 attribute_info 목록입니다. Atribute_info 테이블은 속성 이름을 저장하는 상수 풀에 Constant_utf8_info를 가리키는 일부 인덱스를 저장합니다. Java Virtual Machine 사양에는 소스 코드와 내부 클래스라는 두 가지 유형의 속성이 정의되어 있습니다.