Java源代码使用 Javac 编译器编译成class文件，然后交给JVM执行。但是 JVM 不仅具有平台无关性，还具有语言无关性，class文件是jvm运行的基石，无论上层是Java还是Kotlin，JVM只认识class文件，只要class文件符合JVM的规范就能运行。
class文件
class文件是二进制文件，它的内容具有严格的规范，文件中没有任何空格，全是连续的0/1。class文件中的所有内容被分为两种类型：无符号数和表。
- 无符号数 它表示class文件中的值，属于基本的数据类型，分为：u1、u2、u4、u8，分别代表1字节、2字节、4字节、8字节的无符号数。可以用来表示数字、索引引用、数量值、或UTF-8编码的字符串。
- 表 class文件中另外一部分数据由多个无符号数组成二维表，这种复合数据类型就是表，都以“_info”结尾。表用于表示有层次关系的复合数据，如。
文件内容详细信息
- 魔法数 ，固定的值： 0XCAFEBABE，在class文件开头的四个字节，用来判断是不是class格式的文件的标准。
- 主版本号和小版本号 ，紧接着魔法数的四个字节是class文件的小版本号和主版本号。不同的主版本表示被不同版本的 JDK 支持，如34（对应十 进制 的52）与JDK1.8，一般高版本可识别低版本的class。
- 常量池 ，位于版本号后面的就是常量池相关的 数据项 ，常量池大小与内容（类似数组）。常量池中几乎包含类中的所有信息的描述，详细内容单独一节来说明。
- 访问标志 ，常量池之后，是2个字节来表示访问标志，标志public、final、interface、abstract等等。
- 类索引、父类索引、接口索引 ，访问标志后的4个字节分别表示类索引、父类索引、接口个数、接口索引，各索引分别指向常量池中的第n个常量。
- 字段表、方法表、属性表 ，接口索引后面紧跟着的是字段、方法、属性表信息，各表的入口前2个字节表示各内容的个数。属性则是Class文件、字段表、方法表中携带的自己的属性表集合。各表信息结构都有不同，其中字段与方法的结构相似。
常量池的详细内容
常量池中存放了字符串， 常量值， 当前类的类名， 字段名， 方法名， 各个字段和方法的描述符， 对当前类的字段和方法的引用信息， 当前类中对其他类的引用信息等等。
常量池中几乎包含类中的所有信息的描述， class文件中的很多其他部分都是对常量池中的数据项的引用，比如文件随后的内容：this_class, super_class, field_info, attribute_info等， 另外字节码指令中也存在对常量池的引用， 这个对常量池的引用当做字节码指令的一个操作数。 此外， 常量池中各个项也会相互引用。
常量池中主要存放2大类常量：字面量和符号引用。
- 字面量（Literal），主要指字符串、被声明为final的常量值。
- 符号引用（Symbolic References），主要是类和接口的全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符。
常量池中的每个常量都是一个表类型，共有11种不同的表类型，在表类型开始的第一位是一个u1类型的tag标志位。
tag表示的数据类型：
类型 | 标志 | 描述 |
CONSTANT_Utf8_info | 1 | UTF-8编码的字符串 |
CONSTANT_Integer_info | 3 | 整形字面量，boolean、byte、char、short等类型都用int存放 |
CONSTANT_Float_info | 4 | 浮点型字面量 |
CONSTANT_Long_info | 5 | 长整型字面量 |
CONSTANT_Double_info | 6 | 双精度浮点型字面量 |
CONSTANT_Class_info | 7 | 类或接口的符号引用 |
CONSTANT_String_info | 8 | 字符串类型字面量 |
CONSTANT_Fieldref_info | 9 | 字段的符号引用 |
CONSTANT_Methodref_info | 10 | 类中方法的符号引用 |
CONSTANT_InterfaceMethodref | 11 | 接口中方法的符号引用 |
CONSTANT_NameAndType_info | 12 | 字段或方法的部分符号引用 |
附：class文件内容的格式
类型 | 描述 | 备注 |
u4 | magic | 魔数：0xCAFEBABE |
u2 | minor_version | 小版本号 |
u2 | major_version | 主版本号 |
u2 | constant_pool_count | 常量池大小，从1开始 |
cp_info | constant_pool[constant_pool_count – 1] | 常量池信息 |
u2 | access_flags | 访问标志 |
u2 | this_class | 类索引 |
u2 | super_class | 父类索引 |
u2 | interfaces_count | 接口个数 |
u2 | interfaces[interfaces_count] | 接口类索引信息 |
u2 | fields_count | 字段数 |
field_info | fields[fields_count] | 字段表信息 |
u2 | methods_count | 方法数 |
method_info | methods[methods_count] | 方法表信息 |
u2 | attributes_count | 属性个数 |
attribute_info | attributes[attributes_count] | 属性表信息 |
附：常量池全景表
附：类、字段、方法的访问标志
标志名称 | 标志值 | 含义 |
ACC_PUBLIC | 0x0001 | 是否为public类型 |
ACC_PRIVATE | 0x0002 | private |
ACC_PROTECTED | 0x0004 | protected |
ACC_STATIC | 0x0008 | static，静态 |
ACC_FINAL | 0x0010 | 是否被声明为final，只有类可以设置 |
ACC_SUPER | 0x0020 | JDK1.0.2以后这个标志都为真 |
ACC_ volatile | 0x0040 | volatile，不可和ACC_FIANL一起 |
ACC_TRANSIENT | 0x0080 | 在 序列化 中被忽略的字段 |
ACC_INTERFACE | 0x0200 | 标识这是一个接口 |
ACC_ abstract | 0x0400 | 是否为abstract类型（接口或抽象类） |
ACC_SYNTHETIC | 0x1000 | 标识这个类并非由用户代码产生 |
ACC_ANNOTATION | 0x2000 | 标识这是一个注解 |
ACC_ENUM | 0x4000 | 标识这是一个枚举 |
附：字段、方法信息结构表
类型 | 描述 | 备注 |
u2 | access_flags | 记录字段、方法的访问标志 |
u2 | name_index | 常量池中的索引项，指定字段、方法的名称 |
u2 | descriptor_index | 常量池中的索引项，指定字段、方法的描述符 |
u2 | attributes_count | attributes包含的项目数 |
attribute_info | attributes[attributes_count] | 字段、方法的属性 |
name_index代表着字段的简单名称，descriptor_index代表着字段的描述符。描述符的作用是用来描述字段的数据类型、方法的参数列表（包括数量、类型以及顺序）和返回值。
- descriptor_index描述符标识字符含义：
标识字符 | 含义 |
B | 基本类型byte |
C | 基本类型char |
D | 基本类型double |
F | 基本类型float |
I | 基本类型int |
J | 基本类型long |
S | 基本类型short |
Z | 基本类型boolean |
V | 特殊类型void |
L | 对象类型，如Ljava/lang/Object; |
[ | 数组类型，多个维度则有多个[ |
- 方法表的结构与字段表的结构是一样的。
附：属性信息结构表
属性名称 | 使用位置 | 含义 |
Code | 方法表 | Java代码编译成的字节码指令 |
ConstantValue | 字段表 | final关键字定义的常量值 |
Deprecated | 类、方法表、字段表 | 被声明为deprecated的方法和字段 |
Exceptions | 方法表 | 方法抛出的异常 |
InnerClasses | 类文件 | 内部类列表 |
LineNumberTable | Code 属性 | Java源码的行号与字节码指令的对应关系 |
LocalVariableTable | Code属性 | 方法的局部变量描述 |
SourceFile | 类文件 | 源文件名称 |
Synthetic | 类、方法表、字段表 | 标识方法或字段为编译器自动生成的 |
不同的属性有不同的数据结构。属性数据结构里还包含有其他属性。其中Code 字节码 指令最为关键，存储了字节码指令的一系列字节流。
- Code属性数据结构：
类型 | 名称 | 含义 |
u2 | attribute_name_index | 属性名称索引 |
u4 | attribute_length | 属性长度 |
u2 | max_stack | 操作数栈深度的最大值 |
u2 | max_locals | 局部变量表所需的存储空间 |
u4 | code_length | 字节码长度 |
u1 | code[code_length] | 存储字节码指令的一系列字节流 |
u2 | exception_table_length | 异常表长度 |
exception_info | exception_table | |
u2 | attributes_count | |
attribute_info | attributes[attributes_count] |