0.前言

了解JVM虛擬機原理是每一個Java程序員修煉的必經之路。但是由于JVM虛擬機中有很多的東西講述的比較寬泛，在當前接觸到的關于JVM虛擬機原理的教程或者博客中，絕大部分都是充斥的文字性的描述，很難給人以形象化的認知，看完之后感覺還是稀里糊涂的。

感于以上的種種，我打算把我在學習JVM虛擬機的過程中學到的東西，結合自己的理解，總結成《Java虛擬機原理圖解》 這個系列，以圖解的形式，將抽象的JVM虛擬機的知識具體化，希望能夠對想了解Java虛擬機原理的的Java程序員 提供點幫助。

讀完本文，你將會學到：

1、類中定義的field字段是如何在class文件中組織的

2、不同的數據類型在class文件中是如何表示的

3、static final類型的field字段的初始化賦值問題

1.概述

字段表集合是指由若干個字段表(field_info)組成的集合。對于在類中定義的若干個字段，經過JVM編譯成class文件后，會將相應的字段信息組織到一個叫做字段表集合的結構中，字段表集合是一個類數組結構，如下圖所示：

注意：這里所講的字段是指在類中定義的靜態或者非靜態的變量，而不是在類中的方法內定義的變量。請注意區別。

比如，如果某個類中定義了5個字段，那么，JVM在編譯此類的時候，會生成5個字段表(field_info)信息,然后將字段表集合中的字段計數器的值設置成5，將5個字段表信息依次放置到字段計數器的后面。

2. 字段表集合在class文件中的位置

字段表集合緊跟在class文件的接口索引集合結構的后面，如下圖所示：

3. Java中的一個Field字段應該包含那些信息？------字段表field_info結構體的定義

針對上述的字段表示，JVM虛擬機規范規定了field_info結構體來描述字段，其表示信息如下：

下面我將一一講解FIeld_info的組成元素：訪問標志(access_flags)、名稱索引(name_index)、描述索引(descriptor_index)、屬性表集合

4. field字段的訪問標志

如上圖所示定義的field_info結構體，field字段的訪問標志(access_flags)占有兩個字節，它能夠表述的信息如下所示：

舉例：如果我們在某個類中有定義field域：private static String str;，那么在訪問標志上，第15位ACC_PRIVATE和第13位ACC_STATIC標志位都應該為1。field域str的訪問標志信息應該是如下所示：

如上圖所示，str字段的訪問標志的值為0x000A，它由兩個修飾符ACC_PRIVATE和ACC_STATIC組成。

根據給定的訪問標志(access_flags)，我們可以通過以下運算來得到這個域有哪些修飾符：

上面列舉的str字段的訪問標志的值為000A，那么分別域上述的標志符的特征值取&，結果為1的只有ACC_PRIVATE和ACC_STATIC，所以該字段的標志符只有有ACC_PRIVATE和ACC_STATIC。

5. 字段的數據類型表示和字段名稱表示

class文件對數據類型的表示如下圖所示：

field字段名稱，我們定義了一個形如private static String str的field字段，其中"str"就是這個字段的名稱。

class文件將字段名稱和field字段的數據類型表示作為字符串存儲在常量池中。在field_info結構體中，緊接著訪問標志的，就是字段名稱索引和字段描述符索引，它們分別占有兩個字節，其內部存儲的是指向了常量池中的某個常量池項的索引，對應的常量池項中存儲的字符串，分別表示該字段的名稱和字段描述符。

6.屬性表集合-----靜態field字段的初始化

在定義field字段的過程中，我們有時候會很自然地對field字段直接賦值，如下所示：

publicstaticfinalintMAX=100;

publicintcount=0;

對于虛擬機而言，上述的兩個field字段賦值的時機是不同的：

對于非靜態(即無static修飾)的field字段的賦值將會出現在實例構造方法()中

對于靜態的field字段，有兩個選擇：1、在靜態構造方法()中進行；2 、使用ConstantValue屬性進行賦值

Sun javac編譯器對于靜態field字段的初始化賦值策略

目前的Sun javac編譯器的選擇是：如果使用final和static同時修飾一個field字段，并且這個字段是基本類型或者String類型的，那么編譯器在編譯這個字段的時候，會在對應的field_info結構體中增加一個ConstantValue類型的結構體，在賦值的時候使用這個ConstantValue進行賦值；如果該field字段并沒有被final修飾，或者不是基本類型或者String類型，那么將在類構造方法()中賦值。

對于上述的public static final init MAX=100;? javac編譯器在編譯此field字段構建field_info結構體時，除了訪問標志、名稱索引、描述符索引外，會增加一個ConstantValue類型的屬性表。

7.實例解析：

定義如下一個簡單的Simple類，然后通過查看Simple.class文件內容并結合javap -v Simple?生成的常量池內容，分析str field字段的結構：

packagecom.louis.jvm;

publicclassSimple?{

privatetransientstaticfinalString?str?="This?is?a?test";

}

注：

1.?字段計數器中的值為0x0001,表示這個類就定義了一個field字段

2.?字段的訪問標志是0x009A,二進制是00000000 10011010，即第9、12、13、15位標志位為1，這個字段的標志符有：ACC_TRANSIENT、ACC_FINAL、ACC_STATIC、ACC_PRIVATE;

3.名稱索引中的值為0x0005,指向了常量池中的第5項，為“str”,表明這個field字段的名稱是str；

4.?描述索引中的值為0x0006,指向了常量池中的第6項，為"Ljava/lang/String;"，表明這個field字段的數據類型是java.lang.String類型；

5.屬性表計數器中的值為0x0001,表明field_info還有一個屬性表；

6.屬性表名稱索引中的值為0x0007,指向常量池中的第7項，為“ConstantValue”,表明這個屬性表的名稱是ConstantValue，即屬性表的類型是ConstantValue類型的；

7.屬性長度中的值為0x0002，因為此屬性表是ConstantValue類型，它的值固定為2；

8.常量值索引 中的值為0x0008,指向了常量池中的第8項，為CONSTANT_String_info類型的項，表示“This is a test” 的常量。在對此field賦值時，會使用此常量對field賦值。

8.您還需要了解什么

簡單地說，對于一個類而言，它有兩部分組成：field字段和?method方法。本文主要介紹了field字段，那還剩些一個method方法method方法啦。method方法可是說是class文件中最為重要的一部分了，它包含了方法的實現代碼，即機器指令，機器指令是整個class文件的核心，如果你想了解method方法和其內的機器指令 是如何在class文件中組織的，請看下文：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java图的建立field_《Java虚拟机原理图解》1.4 class文件中的字段表集合--field字段在class文件中是怎样组织的...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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