对于理解JVM和深入理解Java语言，学习并了解class文件的格式都是必须要掌握的功课。原因很简单，JVM不会理解我们写的Java源文件，我们必须把Java源文件编译成class文件，才能被JVM识别，对于JVM而言，class文件相当于一个接口，理解了这个接口，能帮助我们更好的理解JVM的行为；另一方面，class文件以另一种方式重新描述了我们在源文件中要表达的意思，理解class文件如何重新描述我们编写的源文件，对于深入理解Java语言和语法都是很有帮助的。另外，不管是什么语言，只要能编译成class文件，都能被JVM识别并执行，所以class文件不仅是跨平台的基础，也是JVM跨语言的基础，理解了class文件格式，对于我们学习基于JVM的其他语言会有很大帮助。
总之，在整个Java技术体系结构中，class文件处于中间的位置，对于理解整个体系有着承上启下的作用。如图所示：
Class文件格式概述
class文件是一种8位字节的二进制流文件，各个数据项按顺序紧密的从前向后排列，相邻的项之间没有间隙，这样可以使得class文件非常紧凑，体积轻巧，可以被JVM快速的加载至内存，并且占据较少的内存空间。我们的Java源文件，在被编译之后，每个类（或者接口）都单独占据一个class文件，并且类中的所有信息都会在class文件中有相应的描述，由于class文件很灵活，它甚至比Java源文件有着更强的描述能力。
class文件中的信息是一项一项排列的，每项数据都有它的固定长度，有的占一个字节，有的占两个字节，还有的占四个字节或8个字节，数据项的不同长度分别用u1,u2,u4,u8表示，分别表示一种数据项在class文件中占据一个字节，两个字节，4个字节和8个字节。可以把u1,u2,u3,u4看做class文件数据项的“类型”。
class文件中存在以下数据项(该图表参考自《深入Java虚拟机》)：
下面对class文件中的每一项进行详细的解释。
class文件中的魔数和版本号
（1）magic
在class文件开头的四个字节，存放着class文件的魔数，这个魔数是class文件的标志，他是一个固定的值：0XCAFEBABE。也就是说他是判断一个文件是不是class格式的文件的标准，如果开头四个字节不是0XCAFEBABE，那么就说明它不是class文件，不能被JVM识别。
（2）minor_version和major_version
紧接着魔数的四个字节是class文件的此版本号和主版本号。随着Java的发展，class文件的格式也会做相应的变动。版本号标志着class文件在什么时候，加入或改变了哪些特性。举例来说，不同版本的javac编译器编译的class文件，版本号可能不同，而不同版本的JVM能识别的class文件的版本号也可能不同，一般情况下，高版本的JVM能识别低版本的javac编译器编译的class文件，而低版本的JVM不能识别高版本的javac编译器编译的class文件。如果使用低版本的JVM执行高版本的class文件，JVM会抛出java.lang.UnsupportedClassVersionError。具体的版本号变迁这里不再讨论，需要的读者自行查阅资料。
class文件中的常量池概述
在class文件中，位于版本号后面的就是常量池相关的数据项。常量池是class文件中的一项非常重要的数据。常量池中存放了文字字符串，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，比如后面要讲到的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。
class文件中的项constant_pool_count的值为1,说明每个类都只有一个常量池。常量池中的数据也是一项一项的，没有间隙的依次排放。常量池中各个数据项通过索引来访问，有点类似与数组，只不过常量池中的第一项的索引为1,而不为0,如果class文件中的其他地方引用了索引为0的常量池项，就说明它不引用任何常量池项。class文件中的每一种数据项都有自己的类型，相同的道理，常量池中的每一种数据项也有自己的类型。常量池中的数据项的类型如下表：
每个数据项叫做一个XXX_info项，比如，一个常量池中一个CONSTANT_Utf8类型的项，就是一个CONSTANT_Utf8_info。除此之外，每个info项中都有一个标志值（tag），这个标志值表明了这个常量池中的info项的类型是什么，从上面的表格中可以看出，一个CONSTANT_Utf8_info中的tag值为1，而一个CONSTANT_Fieldref_info中的tag值为9。
Java程序是动态链接的，在动态链接的实现中，常量池扮演者举足轻重的角色。除了存放一些字面量之外，常量池中还存放着以下几种符号引用：
（1）类和接口的全限定名
（3）方法的名称和描述符
在详细讲解常量池中的各个数据项之前，我们有必要先了解一下class文件中的特殊字符串，因为在常量池中，特殊字符串大量的出现，这些特殊字符串就是上面说的全限定名和描述符。要理解常量池中的各个数据项，必须先了解这些特殊字符串。
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