1.前言

    在上节内容中，介绍了class文件中的魔数、主次版本号、常量池、访问标志以及类索引，父类索引和接口索引集合。本节将进一步介绍class文件中剩余部分：字段表集合、方法表集合以及属性表集合。

2.字段表集合

    字段表（field_info）用于描述接口或者类中声明的变量。字段（field_info）包括类级变量以及实例级变量，但不包括方法内部声明的局部变量。例如Java中描述的一个字段可以包含：

    1.字段的作用域（public、private、protect修饰符）；

    2.是否为静态变量（static），可变性（final）；

    3.并发可见性（volatile修饰符，是否强制从主内存读写）；

    4.是否可被序列化（transient修饰符）、字段数据类型（基本数据类型、对象、数组）；

    5.字段名称。

    上述信息中，各个修饰符都是布尔值，要么有某个修饰符，要么没有，很适合使用标志位来表示。而字段叫什么名字、字段被定义为什么数据类型，这些都是无法固定的，只能引用常量池项来描述。

2.1 字段表结构

    所以，字段表集合的整体结构与常量池结构极为相似，即它是一个具有类似数组一样的结构，由于一个类中会有若干字段，因此，JVM在编译类的时候，会将类中定义好的字段数量设置到字段计数器中，然后将每一个字段的信息组成各自对应的每一个field_info的结构，依次存放在字段计数器之后。具体结构如下所示。

                            

    值得注意的是，这里提及的字段并非类中的方法内部定义的变量，而是针对类中定义的静态的或非静态的变量。

    比如，某一个类中定义了3个字段，那么JVM在编译该类的时候，会生成5个字段表（field_info），然后将字段表集合中的字段计数器的值设置为3，将三个字段表信息依次放置到字段计数器的后面

2.2 字段表集合在class文件中的位置

    字段表集合的位置紧跟在class文件中的接口索引集合之后，如下所示。

                                      

    

2.3 Java中的一个Field字段应该包含哪些信息？——字段表field_info结构体的定义

                

    针对上述表示，JVM虚拟机规范规定了field_info结构体来描述字段，其表示信息如下所示。

                

                

    下面会就field_info的组成元素进行一一讲解：访问标志（access_flag），名称索引（name_index）、描述索引（descriptor_index）、属性表集合。

访问标志（access_flag）

    如上图所示定义的Field_info，field字段的访问标志（access_flag）占有2个字节，他能够表示如下信息。

                

    例如，我们在某个类中定义的field域：private static String str ；那么在访问标志上，第15位ACC_PRIVATE和第13位ACC_STATIC标志位都应该为1。

                

    如上图所示，str字段的访问标志位为0x000A，它由两个修饰符ACC_PRIVATE和组成，根据给定的访问标志（access_flag）。我们可以通过以下运算来得到这个域有哪些修饰符。

                

    上面列举的str字段的访问标志的值为000A，那么分别域上述的标志符的特征值取&，结果为1的只有ACC_PRIVATE和ACC_STATIC，所以该字段的标志符只有有ACC_PRIVATE和ACC_STATIC。

                

字段的数据类型表示和字段名称表示

    class文件对数据类型的表示如下所示。

                

    field字段名称，我们定义了一个形如private static String str的field字段，其中“str”就是这个字段的名称。

    class文件将字段名称和field字段类型的数据类型表示作字符串存储在常量池中，在field_info结构体中，紧接着访问标志的，就是字段名称和字段描述索引，他们分别占有2个字节，其内部存储的是指向了常量池的某个常量池项的索引，对应的常量池项中存储的字符串，分别表示该字段的名称和字段描述符。

属性表集合------静态字段field字段的初始化

    在定义field字段的过程中，我们有时候会很自然地对field字段值直接赋值，如下所示。

1. public static final int MAX=100;  
2. public  int count=0;  

    对于虚拟机而言，上述两个field字段赋值的时机是不同的：

    1.对于非静态的field字段的赋值将会出现在实例构造方法<init>()中

    2.对于静态的field字段，有两个选择，1、在静态构造方法<cinit>()中进行，2 使用ConstantValue属性进行赋值。

Sun javac编译器对于静态field字段的初始化赋值策略 目前的Sun javac编译器的选择是：如果使用final和static同时修饰一个field字段，并且这个字段是基本类型或者String类型的，那么编译器在编译这个字段的时候，会在对应的field_info结构体中增加一个ConstantValue类型的结构体，在赋值的时候使用这个ConstantValue进行赋值；如果该field字段并没有被final修饰，或者不是基本类型或者String类型，那么将在类构造方法<cinit>()中赋值。

    对于上述的public static final int MAX = 100；javac编译器在编译此field字段构建field_info结构体时，除了访问标志、名称索引、描述符索引，会增加一个ConstantValue类型的属性表。

                

2.4 实例解析：

    

    定义如下一个简单的Simple类，然后通过查看Simple.class文件内容并结合javap -v Simple 生成的常量池内容，分析str field字段的结构：

            

    

注：

1. 字段计数器中的值为0x0001,表示这个类就定义了一个field字段
2. 字段的访问标志是0x009A,二进制是00000000 10011010，即第9、12、13、15位标志位为1，这个字段的标志符有：ACC_TRANSIENT、ACC_FINAL、ACC_STATIC、ACC_PRIVATE;

3. 名称索引中的值为0x0005,指向了常量池中的第5项，为“str”,表明这个field字段的名称是str；

4. 描述索引中的值为0x0006,指向了常量池中的第6项，为"Ljava/lang/String;"，表明这个field字段的数据类型是java.lang.String类型；

5.属性表计数器中的值为0x0001,表明field_info还有一个属性表；

6.属性表名称索引中的值为0x0007,指向常量池中的第7项，为“ConstantValue”,表明这个属性表的名称是ConstantValue，即属性表的类型是ConstantValue类型的；

7.属性长度中的值为0x0002，因为此属性表是ConstantValue类型，它的值固定为2；

8.常量值索引 中的值为0x0008,指向了常量池中的第8项，为CONSTANT_String_info类型的项，表示“This is a test” 的常量。在对此field赋值时，会使用此常量对field赋值。

2.5 补充

    简单地说，对于一个类而言，它有两部分组成：field字段和 method方法。本文主要介绍了field字段，那还剩些一个method方法method方法啦。method方法可是说是class文件中最为重要的一部分了，它包含了方法的实现代码，即机器指令，机器指令是整个class文件的核心。