一、平台无关性：

Java的无关性的实现，是由Java源代码编译后生成的字节码class文件和Java虚拟机实现的。无关性包括：平台无关性以及语言无关性。

（1）平台无关性，是指java代码可以运行在不同操作系统的虚拟机上面，因为不同的操作系统都有各自的Java虚拟机，从而实现程序的“一次编写，到处运行”。

（2）语言无关性是指Java虚拟机能运行除Java以外的代码，JVM执行的是class文件，也就是JVM只认识class文件，它并不关心Class文件的来源是什么语言，只要它符合一定的结构，就可以在Java中运行。

二、类文件结构：

class文件是Java虚拟机执行引擎的数据入口，是一组以8位字节为基础单位的二进制流，存储的内容几乎都是程序运行的必要数据。

class文件的数据存储结构中只有两种数据类型：无符号数和表。class文件中的数据项，都被严格限定的，每个字节代表的含义，长度，先后顺序等都不允许改变。

（1）无符号数属于基本数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1、2、4、8个字节的无符号数。

（2）表是由多个无符号数或其他表作为数据项构成的复合数据类型。

class类文件的结构：

1. 魔数

2. 文件版本信息

3. 常量池

4. 访问标志

5. 类索引、父类索引、接口索引集合

6. 字段表集合

7. 方法表集合

8. 属性表集合

1、魔数：

每个Class文件的头4个字节称为魔数（magic），它的唯一作用是判断该文件是否为一个能被虚拟机接受的Class文件。它的值固定为0xCAFEBABE。

2、文件版本信息：

紧接着magic的4个字节存储的是Class文件的次版本号和主版本号，高版本的JDK能向下兼容低版本的Class文件，但不能运行更高版本的Class文件，即使该版本没有用到高版本JDK的特性。

3、常量池：

紧接着版本号之后的就是常量池入口，它是class文件中的资源仓库。它是Class文件中与其他项目关联最多的数据类型，也是占用Class文件空间最大的数据项目之一。常量池中主要存放两大类常量：字面量和符号引用。

字面量比较接近于Java层面的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等。

而符号引用总结起来则包括了下面三类常量：

（1）类和接口的全限定名

（2）字段的名称和描述符

（3）方法的名称和描述符

4、访问标志：

在常量池结束之后，紧接着的2个字节代表访问标志（access_flag），这个标志用于识别一些类或接口层次的访问信息，包括：这个Class是类还是接口，是否定义为public类型，abstract类型，如果是类的话，是否声明为final，等。

5、类索引、父类索引、接口索引集合：

Class文件中由这三项数据来确定这个类的继承关系。类索引、父类索引和接口索引集合都按照顺序排列在访问标志之后。类索引用于确定这个类的全限定名，父类索引用于确定这个类的父类的全限定名。接口索引集合就用来描述这个类实现了哪些接口。

6、字段表集合：

字段表（field_info）用于描述接口或类中声明的变量。字段包括了类级变量或实例级变量，但不包括在方法内声明的变量。可以包括的信息有：字段的作用域、是实例变量还是类变量、可变性、并发可见性、可否被序列化、字段数据类型、字段名称。但是，字段的名字、数据类型、修饰符等都是无法固定的，只能引用常量池中的常量来描述。

字段表集合中不会列出从父类或接口中继承而来的字段，但有可能列出原本Java代码中不存在的字段。比如在内部类中为了保持对外部类的访问性，会自动添加指向外部类实例的字段。

7、方法表集合：

方法表（method_info）的结构与字段表的结构相同。方法里的Java代码，经过编译器编译成字节码指令后，存放在方法属性表集合中一个名为“Code”的属性里。

与字段表集合相对应，如果父类方法在子类中没有被覆写，方法表集合中就不会出现来自父类的方法信息。但同样，有可能会出现由编译器自动添加的方法，最典型的便是类构造器“<clinit>”方法和实例构造器“<init>”方法。

重载一个方法需要有相同的简单名称和不同的特征签名。JVM的特征签名和Java的特征签名有所不同：

（1）Java特征签名：方法参数在常量池中的字段符号引用的集合

（2）JVM特征签名：方法参数＋返回值

8、属性表集合：

属性表（attribute_info），在Class文件、字段表、方法表中都可以携带自己的属性表集合，以用于描述某些场景专有的信息。

（1）Code属性：

Java程序方法体中的代码讲过Javac编译后，生成的字节码指令便会存储在Code属性中，但并非所有的方法表都必须存在这个属性，比如接口或抽象类中的方法就不存在Code属性。

Code属性是Class文件中最重要的一个属性，如果把一个Java程序中的信息分为代码和元数据两部分，那么在整个Class文件里，Code属性用于描述代码，所有的其他数据项目都用于描述元数据。

（2）Exception属性：

这里的Exception属性的作用是列举出方法中可能抛出的受查异常，也就是方法描述时在throws关键字后面列举的异常。

（3）LineNumberTable属性：

它用于描述Java源码行号与字节码行号之间的对应关系。

（4）LocalVariableTable属性：

它用于描述栈帧中局部变量表中的变量与Java源码中定义的变量之间的对应关系。

（5）SourceFile属性：

它用于记录生成这个Class文件的源码文件名称。

（6）ConstantValue属性：

ConstantValue属性的作用是通知虚拟机自动为静态变量赋值，只有被static修饰的变量才可以使用这项属性。

在Java中，对非static类型的变量（也就是实例变量）的赋值是在实例构造器<init>方法中进行的；而对于类变量（static变量），则有两种方式可以选择：在类构造其中赋值，或使用ConstantValue属性赋值。

如果同时使用final和static修饰一个变量（即全局常量），并且这个变量的数据类型是基本类型或String的话，就生成ConstantValue属性来进行初始化，如果该变量没有被final修饰，或者并非基本类型及字符串，则选择在<clinit>方法中进行初始化。

（7）InnerClasses属性：

该属性用于记录内部类与宿主类之间的关联。如果一个类中定义了内部类，那么编译器将会为它及它所包含的内部类生成InnerClasses属性。

（8）Deprecated属性：

Deprecated该属性用于表示某个类、字段和方法，已经被程序作者定为不再推荐使用，它可以通过在代码中使用@Deprecated注释进行设置。

（9）Synthetic属性：

该属性代表此字段或方法并不是Java源代码直接生成的，而是由编译器自行添加的，如this字段和实例构造器、类构造器等。

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