Class 文件中的字段表、方法表與屬性表

1. 前言

本節內容主要是介紹 Class 文件結構中的字段表、方法表與屬性表。從本節標題的描述中，我們只看到了這 3 種表結構，但實際上本節會講解 6 種結構，因為每一種表結構，都需要有計數器進行計數。本節主要知識點如下：

• 字段表計數器和字段表的定義及意義，以及結構示意圖，為本節重點內容之一；
• 方法表計數器和方法表的定義及意義，以及結構示意圖，為本節重點內容之一；
• 屬性表計數器和屬性表的定義及意義，以及結構示意圖，為本節次重點內容，由于JVM 對屬性表沒有特別規范的限制，此處了解其定義及結構即可。

本節所講解的內容，是Class 文件結構的最后部分，學習完本節課程后，會對 Class 文件結構有一個整體的認識，并且每一部分的結構順序與課程中講解的順序完全一樣，把所有的示意圖進行拼接，就能夠形成一個完成的 Class 文件結構示意圖。

2. 字段表計數器和字段表

上節課程拋出了問題，接口索引集合后邊緊跟的結構是什么？這里我們來進行解答，后邊緊跟的是字段表計數器，字段表計數器后邊緊跟的是字段表。

定義：字段表計數器（fields_count）與字段表不可分割，這里我們對兩部分結構一起講解。

• 字段表計數器（fields_count）：記錄字段表中字段的數量，為無符號數類型。
• 字段表（fields）：字段表（fields）用于描述接口或者類中聲明的變量。字段（field）包括類級變量（即靜態變量）以及實例變量（即:非靜態變量），但不包括在方法內部聲明的局部變量。字段表為表類型結構。

Tips：這里請學習者特別關注下字段表定義介紹中的最后兩句話：“字段(field)包括類級變量(即靜態變量)以及實例變量(即:非靜態變量)，但不包括在方法內部聲明的局部變量。“ 簡單的總結這句話的意思是字段表中存儲的是全局標量，不存儲局部變量。

字段表計數器無符號數結構示意圖：與其他計數器一樣，字段表計數器（fields_count）是一個無符號數結構類型的數據，u2 大小。

字段表-表結構類型示意圖：字段表是一個表結構的類型數據，回憶下我們接觸到的第一個 Class 文件的表結構類型數據為常量池。這里我們來看下字段表的表結構示意圖。

前文提到過，字段（field）包括類級變量（即靜態變量）以及實例變量（即:非靜態變量），上圖所示的一個 field_info 就代表了一個變量。為了表示一個變量，需要知道這個變量的修飾符，如 public，還需要知道這個變量的變量名稱，因此一個 field_info 中存儲了很多特征值，所有的特征值綜合起來就完整的描述了一個變量。

3. 方法表計數器與方法表

字段表后邊緊跟的是方法表計數器，方法表計數器后邊緊跟的是方法表。

定義：方法表計數器（methods_count）與方法表不可分割，這里我們對兩部分結構一起講解。

• 方法表計數器（methods_count）：記錄方法表中字段的數量，為無符號數類型。
• 方法表（methods）：存儲了當前類或者當前接口中的 public 方法，protected 方法，default 方法，private 方法等。方法表為表結構類型。

Tips：Class文件是通過Java文件編譯而來的，如果文件中有方法，就會將方法的信息存儲到方法表，并通過方法表計數器進行方法的計數。

方法表計數器無符號數結構示意圖：與其他計數器一樣，方法表計數器（methods_count）是一個無符號數結構類型的數據，u2 大小。

方法表-表結構類型示意圖：方法表是一個表結構的類型數據，與前文所講解的字段表結構一樣。

一個method_info中會存儲很多方法的特征值，我們通過如下示例方法進行舉例：

public String get(String name) {
	return "";
}

對于get 方法，method_info 中會存儲如下信息：

• 方法的修飾符 public：還記的我們上節所講述的 access_flag 嗎？access_flag 對應表中有一個 ACC_PUBLIC 就代表了 public 修飾符，他對應的值為 0x0001，此處的標記也需要使用到這個表。都是通用的哦；
• 方法名稱：get 方法；
• 方法的參數：String name；
• 方法的返回值類型： String 類型的返回值。

通過如上方法特征值的共同修飾，完成了一個 method_info 的存儲，也就完成了一個方法的存儲。

4.屬性表計數器與屬性表

方法表后邊緊跟的是屬性表計數器，屬性表計數器后邊緊跟的結構為屬性表。至此，Class 文件的全部結構就講解完了?；仡欀暗闹R，Class 文件結構是以魔數開頭，以屬性表結尾的。

定義：屬性表計數器（attributes_count）與屬性表不可分割，這里我們對兩部分結構一起講解。

• 屬性表計數器（attributes_count）：記錄屬性表中屬性的數量，為無符號數類型。
• 屬性表（attributes）：屬性表（attributes）與 Class 文件中其他的數據項目要求嚴格的順序、長度和內容不同，屬性表集合的限制稍微寬松一些，不再要求各個屬性表具有嚴格的順序，并且只要不與已有屬性名重復，任何人實現的編譯器都可以向屬性表中寫入自己定義的屬性信息，Java 虛擬機運行時會忽略掉它不能識別的屬性。

Tips：學習者對屬性這一概念并不陌生了，這里不多加贅述，但是我們重點要關注下屬性表的兩大特點：一個是限制寬松，無順序長度要求；一個是開發者可以自己向屬性表中添加不重復的屬性。言外之意是屬性表作為 Class 文件的一個結構，是非常靈活的，且沒有明確的長度大小規定。此部分知識我們稍作了解即可。

屬性表計數器無符號數結構示意圖：與其他計數器一樣，屬性表計數器（attributes_count）是一個無符號數結構類型的數據，u2 大小。

屬性表-表結構類型示意圖：屬性表也是一個表結構類型，與字段表、方法表結構類似，但是屬性表沒有固定的長度和順序限制，此處我們了解下其結構即可。

5. 小結

本節講解了 Class 文件結構中最后的幾種結構，分別是字段表計數器，字段表，方法表計數器，方法表，屬性表計數器，屬性表。其中字段表與方法表為本節重點內容，屬性表部分視為次重點，僅做了解即可。

至此，我們的 Class 文件結構就講解完了，我們回顧下 Class 文件的整體結構為：魔數->次版本號->主版本號->常量池計數器->常量池->類索引->父類索引->接口索引計數器->接口索引集合->字段表計數器->字段表->方法表計數器->方法表->屬性表計數器->屬性表。

學習者需要認真學習 Class 文件的數據結構，掌握整體結構以及細節知識點。