کلاس - فرمت فایل کلاس جاوا

فایل Class چیست؟

فایل Class در جاوا خروجی کامپایل شده کلاس .java است که در واقع توسط یک ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا می شود. فایل های کلاس را می توان به صورت جداگانه اجرا کرد و همچنین می تواند بخشی از یک فایل JAR به عنوان یک بسته همراه با سایر فایل های بسته باشد. اینها را می توان با استفاده از دستور javac از رابط خط فرمان ایجاد کرد. برخی از IDE های جاوا مانند Eclipse و NetBeans فایل های خروجی .class را از فایل های جاوا پروژه ایجاد می کنند.

فرمت فایل کلاس

یک فایل کلاس جاوا شامل کد بایتی است که یک کد میانی برای اجرا توسط JVM است. یک فایل کلاس شامل جریانی از بایت های 8 بیتی است و موارد داده چند بایتی همیشه به ترتیب بزرگ ذخیره می شوند.

ساختار فایل کلاس

ساختار فایل کلاس مانند شکل زیر است.

ClassFile {
    u4             magic;
    u2             minor_version;
    u2             major_version;
    u2             constant_pool_count;
    cp_info        constant_pool[constant_pool_count-1];
    u2             access_flags;
    u2             this_class;
    u2             super_class;
    u2             interfaces_count;
    u2             interfaces[interfaces_count];
    u2             fields_count;
    field_info     fields[fields_count];
    u2             methods_count;
    method_info    methods[methods_count];
    u2             attributes_count;
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

جایی که:

• u1 = مقدار یک بایت بدون علامت

• u2 = مقدار دو بایت بدون علامت

• u4 = مقدار چهار بایت بدون علامت

Details of the .class file structure as well explained in the Oracle class file format and can be referred by developers for reference. A summary of these fields are as follow.

• magic - آیتم جادویی شماره جادویی را ارائه می دهد که فرمت فایل کلاس را مشخص می کند. مقدار آن 0xCAFEBABE است.

• ‘minor_version’، ‘major_version’ - مقادیر موارد minor_version و major_version شماره‌های نسخه اصلی و اصلی این فایل کلاس هستند.

• “constant_pool_count” - مقدار مورد ثابت_pool_count برابر است با تعداد ورودی های جدول ثابت_pool به اضافه یک. یک شاخص konstant_pool در صورتی معتبر تلقی می شود که بزرگتر از صفر و کمتر از ثابت_pool_count باشد، به استثنای ثابت های نوع long و double.

• “constant_pool[]” - استخر_constant جدولی از ساختارها (§4.4) است که ثابت‌های رشته‌ای مختلف، نام‌های کلاس و رابط، نام فیلدها و سایر ثابت‌ها را نشان می‌دهد که در ساختار ClassFile و زیرساخت‌های آن به آن اشاره می‌شود. قالب هر ورودی جدول ثابت_pool با اولین بایت “برچسب” آن نشان داده می شود.

• “access_flags” - مقدار آیتم access_flags ماسکی از پرچم‌ها است که برای نشان دادن مجوزهای دسترسی و ویژگی‌های این کلاس یا رابط استفاده می‌شود.

• this_class - مقدار مورد this_class باید یک شاخص معتبر در جدول konstant_pool باشد.

• super_class - برای یک کلاس، مقدار آیتم super_class یا باید صفر باشد یا باید یک شاخص معتبر در جدول konstant_pool باشد.

• ‘interfaces_count’ - مقدار آیتم interfaces_count تعداد سوپر اینترفیس های مستقیم این کلاس یا نوع رابط را نشان می دهد.

• Interfaces[] - هر مقدار در آرایه واسط ها باید یک شاخص معتبر در جدول konstant_pool باشد.

• counts_fields - مقدار مورد fields_count تعداد ساختارهای field_info را در جدول فیلدها نشان می دهد.

• fields[] - Each value in the fields table must be a field_info structure giving a complete description of a field in this class or interface.

• methods_count - مقدار آیتم method_count تعداد ساختارهای method_info را در جدول متدها نشان می دهد.

• methods[] - Each value in the methods table must be a method_info structure giving a complete description of a method in this class or interface. If neither of the ACC_NATIVE and ACC_ABSTRACT flags are set in the access_flags item of a method_info structure, the Java Virtual Machine instructions implementing the method are also supplied.

• “ویژگی_شمار” - مقدار مورد ویژگی_count تعداد صفات (§4.7) را در جدول ویژگی های این کلاس نشان می دهد.

• ویژگی‌ها[] - هر مقدار از جدول ویژگی‌ها باید ساختار ویژگی_info باشد.

منابع

• The class File Format