常量池中各数据项类型详解（续）
（8） constant_class_info
常量池中的一个constant_class_info， 可以看做是constant_class数据类型的一个实例。 他是对类或者接口的符号引用。 它描述的可以是当前类型的信息， 也可以描述对当前类的引用， 还可以描述对其他类的引用。 也就是说， 如果访问了一个类字段， 或者调用了一个类的方法， 对这些字段或方法的符号引用， 必须包含它们所在的类型的信息， constant_class_info就是对字段或方法符号引用中类型信息的描述。
constant_class_info的第一个字节是tag， 值为7， 也就是说， 当虚拟机访问到一个常量池中的数据项， 如果发现它的tag值为7， 就可以判断这是一个constant_class_info 。 tag下面的两个字节是一个叫做name_index的索引值， 它指向一个constant_utf8_info， 这个constant_utf8_info中存储了constant_class_info要描述的类型的全限定名。
此外要说明的是， java中数组变量也是对象， 那么数组也就有相应的类型， 并且数组的类型也是使用constant_class_info描述的， 并且数组类型和普通类型的描述有些区别。 普通类型的constant_class_info中存储的是全限定名， 而数组类型对应的constant_class_info中存储的是数组类型相对应的描述符字符串。 举例说明：
与object类型对应的constant_class_info中存储的是： java/lang/object
与object[]类型对应的constant_class_info中存储的是： [ljava/lang/object;
下面看constant_class_info的存储布局：
例如， 如果在一个类中引用了system这个类， 那么就会在这个类的常量池中出现以下信息：
（9） constant_fieldref_info
常量池中的一个constant_fieldref_info， 可以看做是constant_field数据类型的一个实例。 该数据项表示对一个字段的符号引用， 可以是对本类中的字段的符号引用， 也可以是对其他类中的字段的符号引用， 可以是对成员变量字段的符号引用， 也可以是对静态变量的符号引用, 其中ref三个字母就是reference的简写。 之前的文章中， “符号引用”这个名词出现了很多次， 可能有的同学一直不是很明白， 等介绍完constant_fieldref_info， 就可以很清晰的了解什么是符号引用。 下面分析constant_fieldref_info中的内容都存放了什么信息。
和其他类型的常量池数据项一样， 它的第一个字节也必然是tag， 它的tag值为9 。 也就是说， 当虚拟机访问到一个常量池中的一项数据， 如果发现这个数据的tag值为9， 就可以确定这个被访问的数据项是一个constant_fieldref_info， 并且知道这个数据项表示对一个字段的符号引用。
tag值下面的两个字节是一个叫做class_index的索引值， 它指向一个constant_class_info数据项， 这个数据项表示被引用的字段所在的类型， 包括接口。 所以说， constant_class_info可以作为字段符号引用的一部分。
class_index以下的两个字节是一个叫做name_and_type_index的索引， 它指向一个constant_nameandtype_info 。 这个constant_nameandtype_info描述的是被引用的字段的名称和描述符。 我们在前面的博客中也提到过， constant_nameandtype_info可以作为字段符号引用的一部分。
到此， 我们可以说， constant_fieldref_info就是对一个字段的符号引用， 这个符号引用包括两部分， 一部分是该字段所在的类， 另一部分是该字段的字段名和描述符。 这就是所谓的 “对字段的符号引用” 。
下面结合实际代码来说明， 代码如下：
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package com.bjpowernode.test; public class testint { int a = 10; void print(){ system.out.println(a); } } |
在print方法中， 引用了本类中的字段a。 代码很简单， 我们一眼就可以看到print方法中是如何引用本类中定义的字段a的。 那么在class文件中， 对字段a的引用是如何描述的呢？ 下面我们将这段代码使用javap反编译， 给出简化后的反编译结果：
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constant pool: #1 = class #2 // com/bjpowernode/test/testint #2 = utf8 com/bjpowernode/test/testint ...... #5 = utf8 a #6 = utf8 i ...... #12 = fieldref #1.#13 // com/bjpowernode/test/testint.a:i #13 = nameandtype #5:#6 // a:i ...... { void print(); flags: code: stack=2, locals=1, args_size=1 0: getstatic #19 // field java/lang/system.out:ljava/io/printstream; 3: aload_0 4: getfield #12 // field a:i 7: invokevirtual #25 // method java/io/printstream.println:(i)v 10: return} |
可以看到， print方法的位置为4的字节码指令getfield引用了索引为12的常量池数据项， 常量池中索引为12的数据项是一个constant_fieldref_info， 这个constant_fieldref_info又引用了索引为1和13的两个数据项， 索引为1的数据项是一个constant_class_info， 这个constant_class_info数据项又引用了索引为2的数据项， 索引为2的数据项是一个constant_utf8_info , 他存储了字段a所在的类的全限定名com/bjpowernode/test/testint 。 而constant_fieldref_info所引用的索引为13的数据项是一个constant_nameandtype_info， 它又引用了两个数据项， 分别为第5项和第6项， 这是两个constant_utf8_info ， 分别存储了字段a的字段名a， 和字段a的描述符i 。
下面给出内存布局图， 这个图中涉及的东西有点多， 因为constant_fieldref_info引用了constant_class_info和constant_nameandtype_info， constant_class_info又引用了一个constant_utf8_info ， 而constant_nameandtype_info又引用了两个constant_utf8_info 。
（10） constant_methodref_info
常量池中的一个constant_methodref_info， 可以看做是constant_methodref数据类型的一个实例。 该数据项表示对一个类中方法的符号引用， 可以是对本类中的方法的符号引用， 也可以是对其他类中的方法的符号引用， 可以是对成员方法字段的符号引用， 也可以是对静态方法的符号引用,但是不会是对接口中的方法的符号引用。 其中ref三个字母就是reference的简写。 在上一小节中介绍了constant_fieldref_info， 它是对字段的符号引用， 本节中介绍的constant_methodref_info和constant_fieldref_info很相似。既然是符号“引用”， 那么只有在原文件中调用了一个方法， 常量池中才有和这个被调用方法的相对应的符号引用， 即存在一个constant_methodref_info。 如果只是在类中定义了一个方法， 但是没调用它， 则不会在常量池中出现和这个方法对应的constant_methodref_info 。
和其他类型的常量池数据项一样， 它的第一个字节也必然是tag， 它的tag值为10 。 也就是说， 当虚拟机访问到一个常量池中的一项数据， 如果发现这个数据的tag值为10， 就可以确定这个被访问的数据项是一个constant_methodref_info， 并且知道这个数据项表示对一个方法的符号引用。
tag值下面的两个字节是一个叫做class_index的索引值， 它指向一个constant_class_info数据项， 这个数据项表示被引用的方法所在的类型。 所以说， constant_class_info可以作为方法符号引用的一部分。
class_index以下的两个字节是一个叫做name_and_type_index的索引， 它指向一个constant_nameandtype_info 。 这个constant_nameandtype_info描述的是被引用的方法的名称和描述符。 我们在前面的博客中也提到过， constant_nameandtype_info可以作为方法符号引用的一部分。
到此， 我们可以知道， constant_methodref_info就是对一个字段的符号引用， 这个符号引用包括两部分， 一部分是该方法所在的类， 另一部分是该方法的方法名和描述符。 这就是所谓的 “对方法的符号引用” 。
下面结合实际代码来说明， 代码如下：
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package com.bjpowernode.test; public class programer { computer computer; public programer(computer computer){ this.computer = computer; } public void dowork(){ computer.calculate(); } } package com.bjpowernode.test; public class computer { public void calculate() { system.out.println("working..."); } } |
上面的代码包括两个类， 其中programer类引用了computer类， 在programer类的dowork方法中引用（调用）了computer类的calculate方法。源码中对一个方法的描述形式我们再熟悉不过了， 现在我们就反编译programer， 看看programer中对computer的dowork方法的引用， 在class文件中是如何描述的。
下面给出programer的反编译结果， 其中省去了一些不相关的信息：
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constant pool: ..... #12 = utf8 ()v #20 = methodref #21.#23 // com/bjpowernode/test/computer.calculate:()v #21 = class #22 // com/bjpowernode/test/computer #22 = utf8 com/bjpowernode/test/computer #23 = nameandtype #24:#12 // calculate:()v #24 = utf8 calculate { com.bjpowernode.test.computer computer; flags: ...... public void dowork(); flags: acc_public code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: getfield #13 // field computer:lcom/bjpowernode/test/computer; 4: invokevirtual #20 // method com/bjpowernode/test/computer.calculate:()v 7: return} |
可以看到， dowork方法的位置为4的字节码指令invokevirtual引用了索引为20的常量池数据项， 常量池中索引为20的数据项是一个constant_methodref_info， 这个constant_methodref_info又引用了索引为21和23的两个数据项， 索引为21的数据项是一个constant_class_info， 这个constant_class_info数据项又引用了索引为22的数据项， 索引为22的数据项是一个constant_utf8_info , 他存储了被引用的computer类中的calculate方法所在的类的全限定名com/bjpowernode/test/computer 。 而constant_methodref_info所引用的索引为23的数据项是一个constant_nameandtype_info， 它又引用了两个数据项， 分别为第24项和第12项， 这是两个constant_utf8_info ， 分别存储了被引用的方法calculate的方法名calculate， 和该方法的描述符()v 。
下面给出内存布局图， 这个图中涉及的东西同样有点多， 因为constant_methodref_info引用了constant_class_info和constant_nameandtype_info， constant_class_info又引用了一个constant_utf8_info ， 而constant_nameandtype_info又引用了两个constant_utf8_info 。
（11） constant_interfacemethodref_info
常量池中的一个constant_interfacemethodref_info， 可以看做是constant_interfacemethodref数据类型的一个实例。 该数据项表示对一个接口方法的符号引用， 不能是对类中的方法的符号引用。 其中ref三个字母就是reference的简写。 在上一小节中介绍了constant_methodref_info， 它是对类中的方法的符号引用， 本节中介绍的constant_interfacemethodref和constant_methodref_info很相似。既然是符号“引用”， 那么只有在原文件中调用了一个接口中的方法， 常量池中才有和这个被调用方法的相对应的符号引用， 即存在一个constant_interfacemethodref。 如果只是在接口中定义了一个方法， 但是没调用它， 则不会在常量池中出现和这个方法对应的constant_interfacemethodref 。
和其他类型的常量池数据项一样， 它的第一个字节也必然是tag， 它的tag值为11 。 也就是说， 当虚拟机访问到一个常量池中的一项数据， 如果发现这个数据的tag值为11， 就可以确定这个被访问的数据项是一个constant_interfacemethodref， 并且知道这个数据项表示对一个接口中的方法的符号引用。
tag值下面的两个字节是一个叫做class_index的索引值， 它指向一个constant_class_info数据项， 这个数据项表示被引用的方法所在的接口。 所以说， constant_class_info可以作为方法符号引用的一部分。
class_index以下的两个字节是一个叫做name_and_type_index的索引， 它指向一个constant_nameandtype_info， 这个constant_nameandtype_info描述的是被引用的方法的名称和描述符。 我们在前面的博客中也提到过， constant_nameandtype_info可以作为方法符号引用的一部分。
到此， 我们可以知道， constant_interfacemethodref就是对一个接口中的方法的符号引用， 这个符号引用包括两部分， 一部分是该方法所在的接口， 另一部分是该方法的方法名和描述符。 这就是所谓的 “对接口中的方法的符号引用” 。
下面结合实际代码来说明， 代码如下：
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package com.bjpowernode.test; public class plane { iflyable flyable; void flytosky(){ flyable.fly(); } } package com.bjpowernode.test; public interface iflyable { void fly(); } |
在上面的代码中， 定义可一个类plane， 在这个类中有一个iflyable接口类型的字段flyable， 然后在plane的flytosky方法中调用了iflyable中的fly方法。 这就是源代码中对一个接口中的方法的引用方式， 下面我们反编译plane， 看看在class文件层面， 对一个接口中的方法的引用是如何描述的。
下面给出反编译结果， 为了简洁期间， 省略了一些不相关的内容：
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constant pool: ...... #8 = utf8 ()v #19 = interfacemethodref #20.#22 // com/bjpowernode/test/iflyable.fly:()v #20 = class #21 // com/bjpowernode/test/iflyable #21 = utf8 com/bjpowernode/test/iflyable #22 = nameandtype #23:#8 // fly:()v #23 = utf8 fly { ....... com.bjpowernode.test.iflyable flyable; flags: ....... void flytosky(); flags: code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: getfield #17 // field flyable:lcom/bjpowernode/test/iflyable; 4: invokeinterface #19, 1 // interfacemethod com/bjpowernode/test/iflyable.fly:()v 9: return} |
可以看到， flytosky方法的位置为4的字节码指令invokeinterface引用了索引为19的常量池数据项， 常量池中索引为19的数据项是一个constant_interfacemethodref_info， 这个constant_interfacemethodref_info又引用了索引为20和22的两个数据项， 索引为20的数据项是一个constant_class_info， 这个constant_class_info数据项又引用了索引为21的数据项， 索引为21的数据项是一个constant_utf8_info , 他存储了被引用的方法fly所在的接口的全限定名com/bjpowernode/test/iflyable 。 而constant_interfacemethodref_info所引用的索引为22的数据项是一个constant_nameandtype_info， 它又引用了两个数据项， 分别为第23项和第8项， 这是两个constant_utf8_info ， 分别存储了被引用的方法fly的方法名fly， 和该方法的描述符()v 。
下面给出内存布局图， 这个图中涉及的东西同样有点多， 因为constant_interfacemethodref_info引用了constant_class_info和constant_nameandtype_info， constant_class_info又引用了一个constant_utf8_info ， 而constant_nameandtype_info又引用了两个constant_utf8_info 。
总结
到此为止， class文件中的常量池部分就已经讲解完了。 进行一下总结。对于深入理解java和jvm ， 理解class文件的格式至关重要， 而在class文件中， 常量池是一项非常重要的信息。 常量池中有11种数据项， 这个11种数据项存储了各种信息， 包括常量字符串， 类的信息， 方法的符号引用， 字段的符号引用等等。 常量池中的数据项通过索引来访问， 访问形式类似于数组。 常量池中的各个数据项之前会通过索引相互引用， class文件的其他地方也会引用常量池中的数据项 ， 如方法的字节码指令。
在下面的文章中， 会继续介绍class文件中， 位于常量池以下的其他信息。 这些信息包括：对本类的描述， 对父类的描述， 对实现的接口的描述， 本类中声明的字段的描述， 本类汇总定义的方法的描述，还有各种属性。
