Java class文件格式之特殊字符串_動力節點Java學院整理

class文件中的特殊字符串

首先說明一下， 所謂的特殊字符串出現在class文件中的常量池中，本著循序漸進和減少跨度的原則， 首先把class文件中的特殊字符串做一個詳細的介紹， 然后再回過頭來繼續講解常量池。 現在我們將重點放在特殊字符串上。 特殊字符串包括三種： 類的全限定名， 字段和方法的描述符， 特殊方法的方法名。 下面我們就分別介紹這三種特殊字符串。

（1） 類的全限定名

在常量池中， 一個類型的名字并不是我們在源文件中看到的那樣， 也不是我們在源文件中使用的包名加類名的形式。 源文件中的全限定名和class文件中的全限定名不是相同的概念。 源文件中的全新定名是包名加類名， 包名的各個部分之間，包名和類名之間， 使用點號分割。 如Object類， 在源文件中的全限定名是java.lang.Object 。 而class文件中的全限定名是將點號替換成“/” 。 例如， Object類在class文件中的全限定名是 java/lang/Object 。 如果讀者之前沒有接觸過class文件格式， 是class文件格式的初學者， 在這里不必知道全限定名在class文件中是如何使用的， 只需要知道， 源文件中一個類的名字， 在class文件中是用全限定名表述的。 

（2） 描述符

我們知道在一個類中可以有若干字段和方法， 這些字段和方法在源文件中如何表述， 我們再熟悉不過了。 既然現在我們要學習class文件格式， 那么我們就要問， 一個字段或一個方法在class文件中是如何表述的？ 在本文中， 我們會討論方法和字段在class文件中的描述。 方法和字段的描述符并不會把方法和字段的所有信息全都描述出來， 畢竟描述符只是一個簡單的字符串。 

在講解描述符之前， 要先說明一個問題， 那就是所有的類型在描述符中都有對應的字符或字符串來對應。 比如， 每種基本數據類型都有一個大寫字母做對應， void也有一個大寫字符做對應。 下表是void和基本數據類型在描述符中的對應。

基本上都是以類型的首字符變成大寫來對應的， 其中long和boolean是特例， long類型在描述符中的對應字符是J， boolean類型在描述符中的對應字符是Z 。 

基本類型和void在描述符中都有一個大寫字符和他們對應， 那么引用類型（類和接口，枚舉）在描述符中是如何對應的呢？ 引用類型的對應字符串（注意， 引用類型在描述符中使用一個字符串做對應） ， 這個字符串的格式是：

1. “L” + 類型的全限定名 + “;”  

注意，這三個部分之間沒有空格， 是緊密排列的。 如Object在描述符中的對應字符串是： Ljava/lang/Object;  ； ArrayList在描述符中的對應字符串是： Ljava/lang/ArrayList;  ； 自定義類型com.example.Person在描述符中的對應字符串是： Lcom/example/Person; 。

我們知道， 在Java語言中數組也是一種類型， 一個數組的元素類型和他的維度決定了他的類型。 比如， 在 int[] a 聲明中， 變量a的類型是int[] ， 在 int[][] b 聲明中， 變量b的類型是int[][] , 在 Object[] c 聲明中， 變量c的類型是Object[] 。既然數組是類型， 那么在描述符中， 也應該有數組類型的對應字符串。 在class文件的描述符中， 數組的類型中每個維度都用一個 [ 代表， 數組類型整個類型的對應字符串的格式如下：

1.若干個“[”  +  數組中元素類型的對應字符串   

下面舉例來說名。 int[]類型的對應字符串是： [I  。 int[][]類型的對應字符串是： [[I 。 Object[]類型的對應字符串是： [Ljava/lang/Object; 。 Object[][][]類型的對應字符串是： [[[Ljava/lang/Object; 。

介紹完每種類型在描述符中的對應字符串， 下面就開始講解字段和方法的描述符。 

字段的描述符就是字段的類型所對應的字符或字符串。 如： int i 中， 字段i的描述符就是 I 。 Object o中， 字段o的描述符就是 Ljava/lang/Object;  。 double[][] d中， 字段d的描述符就是 [[D 。 

方法的描述符比較復雜， 包括所有參數的類型列表和方法返回值。 它的格式是這樣的：

1. (參數1類型 參數2類型 參數3類型 ...)返回值類型  

其中， 不管是參數的類型還是返回值類型， 都是使用對應字符和對應字符串來表示的， 并且參數列表使用小括號括起來， 并且各個參數類型之間沒有空格， 參數列表和返回值類型之間也沒有空格。 

下面舉例說明（此表格來源于《深入Java虛擬機》）。

（3） 特殊方法的方法名

首先要明確一下， 這里的特殊方法是指的類的構造方法和類型初始化方法。 構造方法就不用多說了， 至于類型的初始化方法， 對應到源碼中就是靜態初始化塊。 也就是說， 靜態初始化塊， 在class文件中是以一個方法表述的， 這個方法同樣有方法描述符和方法名。 

類的構造方法的方法名使用字符串 <init> 表示， 而靜態初始化方法的方法名使用字符串 <clinit> 表示。 除了這兩種特殊的方法外， 其他普通方法的方法名， 和源文件中的方法名相同。

總結

class文件中的特殊字符串包括類（包括接口， 枚舉）的全限定名， 字段的描述符和方法的描述符。 其中類的全限定名比較簡單易于理解， 字段和方法的描述符由于涉及到每種類型的映射， 可能稍顯復雜。 要理解描述符， 主要是要熟記每種類型（包括8種基本數據類型，類類型， 數組類型和void）在描述符中所對應的描述字符或字符串。 

還有一點需要注意， 就是方法和字段的描述符中， 不包括字段名和方法名， 字段描述符中只包括字段類型， 方法描述符中只包括參數列表和返回值類型。