Class文件结构

据上图中的叙述，我们可以将class的文件组织结构概括成以下面这个表格（其中u表示u4表示4个无符号字节，u2表示2个无符号字节）：

下面我们结合表格和示意图对每个部分进行介绍：

魔数

所有的由Java编译器编译而成的class文件的前4个字节都是“0xCAFEBABE”。

它的作用在于：当JVM在尝试加载某个文件到内存中来的时候，会首先判断此class文件有没有JVM认为可以接受的“签名”，即JVM会首先读取文件的前4个字节，判断该4个字节是否是“0xCAFEBABE”，如果是，则JVM会认为可以将此文件当作class文件来加载并使用。

版本号

随着Java本身的发展，Java语言特性和JVM虚拟机也会有相应的更新和增强。目前我们能够用到的JDK版本如：1.5，1.6，1.7，还有现如今的1.8及更高的版本。发布新版本的目的在于：在原有的版本上增加新特性和相应的JVM虚拟机的优化。而随着主版本发布的次版本，则是修改相应主版本上出现的bug。我们平时只需要关注主版本就可以了。

主版本号和次版本号在class文件中各占两个字节，副版本号占用第5、6两个字节，而主版本号则占用第7，8两个字节。JDK1.0的主版本号为45，以后的每个新主版本都会在原先版本的基础上加1。若现在使用的是JDK1.7编译出来的class文件，则相应的主版本号应该是51,对应的7，8个字节的十六进制的值应该是 0x33。

一个JVM实例只能支持特定范围内的主版本号（Mi 至Mj）和 0 至特定范围内（0 至 m）的副版本号。假设一个 Class 文件的格式版本号为 V，仅当Mi.0 ≤ v ≤ Mj.m成立时，这个 Class 文件才可以被此 Java 虚拟机支持。不同版本的 Java 虚拟机实现支持的版本号也不同，高版本号的 Java 虚拟机实现可以支持低版本号的 Class 文件，反之则不成立。

JVM在加载class文件的时候，会读取出主版本号，然后比较这个class文件的主版本号和JVM本身的版本号，如果JVM本身的版本号 < class文件的版本号，JVM会认为加载不了这个class文件，会抛出我们经常见到的"
java.lang.UnsupportedClassVersionError: Bad version number in .class file "Error 错误；反之，JVM会认为可以加载此class文件，继续加载此class文件。

程序抛出:"
java.lang.UnsupportedClassVersionError:Bad version number in .class fifile"时的解决方法：
a). 重新使用当前jvm编译源代码，然后再运行代码；
b). 将当前JVM虚拟机更新到class文件的版本。
查看class文件的版本号方法：可以借助于文本编辑工具，直接查看该文件的7，8个字节的值，确定class文件是什么版本的。更快捷的方式使用JDK自带的javap工具，使用javap -v class文件

常量池计数器

常量池是class文件中非常重要的结构，它描述着整个class文件的字面量信息。常量池是由一组constant_pool结构体数组组成的，而数组的大小则由常量池计数器指定。常量池计数器constant_pool_count 的值 =constant_pool表中的成员数+ 1。constant_pool表的索引值只有在大于 0且小于constant_pool_count时才会被认为是有效的。

注意事项：常量池计数器默认从1开始而不是从0开始：当constant_pool_count = 1时，常量池中的cp_info个数为0；当constant_pool_count为n时，常量池中的cp_info个数为n-1。

原因：在指定class文件规范的时候，将索引#0项常量空出来是有特殊考虑的，当某些数据在特定的情况下想表达“不引用任何一个常量池项”的意思时，就可以将其引用的常量的索引值设置为#0来表示。

常量池数据区

访问标志

访问标志，access_flags 是一种掩码标志，用于表示某个类或者接口的访问权限及基础属性。

类索引

类索引，this_class的值必须是对constant_pool表中项目的一个有效索引值。constant_pool表在这个索引处的项必须为CONSTANT_Class_info 类型常量，表示这个 Class 文件所定义的类或接口。

父类索引

父类索引，对于类来说，super_class 的值必须为 0 或者是对constant_pool 表中项目的一个有效索引值。
如果它的值不为 0，那 constant_pool 表在这个索引处的项必须为CONSTANT_Class_info 类型常量，表示这个 Class 文件所定义的类的直接父类。当前类的直接父类，以及它所有间接父类的access_flag 中都不能带有ACC_FINAL 标记。
对于接口来说，它的Class文件的super_class项的值必须是对constant_pool表中项目的一个有效索引值。
constant_pool表在这个索引处的项必须为代表 java.lang.Object 的 CONSTANT_Class_info 类型常量。
如果 Class 文件的 super_class的值为 0，那这个Class文件只可能是定义的是java.lang.Object类，只有它是唯一没有父类的类。

接口计数器

接口计数器，interfaces_count的值表示当前类或接口的【直接父接口数量】

接口信息数据区

接口表，interfaces[]数组中的每个成员的值必须是一个对constant_pool表中项目的一个有效索引值，它的长度为 interfaces_count。每个成员interfaces[i] 必须为CONSTANT_Class_info类型常量，其中【0 ≤ i

字段计数器

字段计数器，fields_count的值表示当前 Class 文件 fields[]数组的成员个数。 fields[]数组中每一项都是一个field_info结构的数据项，它用于表示该类或接口声明的【类字段】或者【实例字段】。

字段信息数据区

字段表，fields[]数组中的每个成员都必须是一个fields_info结构的数据项，用于表示当前类或接口中某个字段的完整描述。 fields[]数组描述当前类或接口声明的所有字段，但不包括从父类或父接口继承的部分。

方法计数器

方法计数器， methods_count的值表示当前Class 文件 methods[]数组的成员个数。Methods[]数组中每一项都是一个 method_info 结构的数据项。

方法信息数据区

方法表，methods[] 数组中的每个成员都必须是一个 method_info 结构的数据项，用于表示当前类或接口中某个方法的完整描述。

如果某个method_info 结构的access_flags 项既没有设置 ACC_NATIVE 标志也没有设置ACC_ABSTRACT 标志，那么它所对应的方法体就应当可以被 Java 虚拟机直接从当前类加载，而不需要引用其它类。

method_info结构可以表示类和接口中定义的所有方法，包括【实例方法】、【类方法】、【实例初始化方法】和【类或接口初始化方法】。

methods[]数组只描述【当前类或接口中声明的方法】，【不包括从父类或父接口继承的方法】。

属性计数器

属性计数器，attributes_count的值表示当前 Class 文件attributes表的成员个数。attributes表中每一项都是一个attribute_info 结构的数据项。

属性信息数据区

属性表，attributes 表的每个项的值必须是attribute_info结构。

在Java 7 规范里，Class文件结构中的attributes表的项包括下列定义的属性： InnerClasses、 EnclosingMethod 、 Synthetic 、Signature、SourceFile，SourceDebugExtension、Deprecated、RuntimeVisibleAnnotations 、
RuntimeInvisibleAnnotations以及BootstrapMethods属性。

对于支持 Class 文件格式版本号为 49.0 或更高的 Java 虚拟机实现，必须正确识别并读取attributes表中的Signature、RuntimeVisibleAnnotations和
RuntimeInvisibleAnnotations属性。对于支持Class文件格式版本号为 51.0 或更高的 Java虚拟机实现，必须正确识别并读取 attributes表中的BootstrapMethods属性。Java 7 规范要求任一 Java 虚拟机实现可以自动忽略 Class 文件的 attributes表中的若干（甚至全部）它不可识别的属性项。任何本规范未定义的属性不能影响Class文件的语义，只能提供附加的描述信息。

以上就是class字节码文件的整体结构