字段表集合。

小灰灰 2024-02-18 19:24 56阅读 0赞

字段表（field\_info）用于描述接口或者类中声明的变量。字段（field）包括类级变量以及实例级变量，但不包括在方法内部声明的局部变量。我们可以想一想在Java中描述一个字段可以包含什么信息？可以包括的信息有：字段的作用域（public、private、protected修饰符）、是实例变量还是类变量（static修饰符）、可变性（final）、并发可见性（volatile修饰符，是否强制从主内存读写）、可否被被序列化（transient修饰符）、字段数据类型（基本类型、对象、数组）、字段名称。上述这些信息中，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，只能引用常量池中的常量来描述。下表中列出了字段表的最终格式。

> <table> 
>  <tbody> 
>   <tr> 
>    <th>类型</th> 
>    <th>名称</th> 
>    <th>数量</th> 
>    <th>类型</th> 
>    <th>名称</th> 
>    <th>数量</th> 
>   </tr> 
>  </tbody> 
>  <tbody> 
>   <tr> 
>    <td>u2</td> 
>    <td>access_flags</td> 
>    <td>1</td> 
>    <td>u2</td> 
>    <td>attributes_count</td> 
>    <td>1</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>u2</td> 
>    <td>name_index</td> 
>    <td>1</td> 
>    <td>attribute_info</td> 
>    <td>attributes</td> 
>    <td>attributes_count</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>u2</td> 
>    <td>descriptor_index</td> 
>    <td>1</td> 
>    <td>&nbsp;</td> 
>    <td>&nbsp;</td> 
>    <td>&nbsp;</td> 
>   </tr> 
>  </tbody> 
> </table>

字段修饰符放在access\_flags项目中，他与类中的access\_flags项目是非常类似的，都是一个u2的数据类型，其中可以设置的标志位和含义见下表。

> <table> 
>  <tbody> 
>   <tr> 
>    <th>标志名称</th> 
>    <th>标志值</th> 
>    <th>含义</th> 
>   </tr> 
>  </tbody> 
>  <tbody> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_PUBLIC</td> 
>    <td>0x0001</td> 
>    <td>字段是否public</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_PRIVATE</td> 
>    <td>0x0002</td> 
>    <td>字段是否private</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_PROTECTED</td> 
>    <td>0x0004</td> 
>    <td>字段是否protected</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_STATIC</td> 
>    <td>0x0008</td> 
>    <td>字段是否static</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_FINAL</td> 
>    <td>0x0010</td> 
>    <td>字段是否final</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_VOLATILE</td> 
>    <td>0x0040</td> 
>    <td>字段是否volatile</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_TRANSIENT</td> 
>    <td>0x0080</td> 
>    <td>字段是否transient</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_SYNTHETIC</td> 
>    <td>0x1000</td> 
>    <td>字段是否由编译器自动产生的</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>ACC_ENUM</td> 
>    <td>0x4000</td> 
>    <td>字段是否enum</td> 
>   </tr> 
>  </tbody> 
> </table>

很明显，在实际情况中，ACC\_PUBLIC、ACC\_PRIVATE、ACC\_PROTECTED三个标志最多只能选择其一，ACC\_FINAL、ACC\_VOLATILE不能同时选择。接口之中的字段必须有ACC\_PUBLIC、ACC\_STATIC、ACC\_FINAL标志，这些都是由Java本身的语言规则所决定的。

根据access\_flags标志的是两项索引值：name\_index和descriptor\_index。他们都是对常量池的引用，分别代表着字段的简单名称以及字段和方法的描述符。现在需要解释一下“简单名称”、“描述符”以及“全限定名”这三种特殊字符串的概念。

全限定名和简单名称很好理解，以下面代码为例，“org/xxx/clazz/TestClass”是这个类的全限定名，仅仅是把类全名中的“.”替换成了“/”而已，为了使连续的多个全限定名之间不产生混淆，在使用时最后一般会加入一个“;”表示全限定名结束。简单名称是指没有类型和参数修饰的方法或者字段名称，这个类中的inc()方法和m字段的简单名称分别是“inc”和“m”。

> public class TestClass \{  
>   
> private int m;  
>   
> public int inc() \{  
> return m + 1;  
> \}  
> \}  
>

相对于全限定名和简单名称来说，方法和字段的描述符就要复杂一些。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。根据描述符规则，基本数据类型（byte、char、double、float、int、long、short、boolean）以及代表无返回值的void类型都用一个大写字符来表示，而对象类型则用字符L加对象的全限定名来表示，详见下表。

> <table> 
>  <tbody> 
>   <tr> 
>    <th>标识字符</th> 
>    <th>含义</th> 
>    <th>标识字符</th> 
>    <th>含义</th> 
>   </tr> 
>  </tbody> 
>  <tbody> 
>   <tr> 
>    <td>B</td> 
>    <td>基本类型byte</td> 
>    <td>J</td> 
>    <td>基本类型long</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>C</td> 
>    <td>基本类型char</td> 
>    <td>S</td> 
>    <td>基本类型short</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>D</td> 
>    <td>基本类型double</td> 
>    <td>Z</td> 
>    <td>基本类型boolean</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>F</td> 
>    <td>基本类型float</td> 
>    <td>V</td> 
>    <td>特殊类型void</td> 
>   </tr> 
>   <tr> 
>    <td>I</td> 
>    <td>基本类型int</td> 
>    <td>L</td> 
>    <td>对象类型，如Ljava/lang/Object</td> 
>   </tr> 
>  </tbody> 
> </table>

对于数组类型，每一维度将使用一个前置的“\[”字符来描述，如一个定义为“java.lang.String\[\]\[\]”类型的二维数组，将被记录为：“\[\[Ljava/lang/String;”，，一个整型数组“int\[\]”被记录为“\[I”。

用描述符来描述方法时，按照先参数列表，后返回值的顺序描述，参数列表按照参数的严格顺序放在一组小括号“( )”之内。如方法void inc()的描述符为“( ) V”，方法java.lang.String toString()的描述符为“( ) LJava/lang/String;”，方法int indexOf(char\[\] source, int sourceOffset, int sourceCount, char\[\] target, int targetOffset, int targetCount, int fromIndex)的描述符为“(\[CII\[CIII) I”。

对于上面代码的TestClass.class文件来说，字段表集合从地址0x000000F\*开始，第一个u2类型的数据为容量计数器fields\_count，如下图所示，其值为0x0001，说明这个类只有一个字段表数据。接下来紧跟着容量计数器的是access\_flags标志，值为0x0002，代表private修饰符的ACC\_PRIVATE标志位为真（ACC\_PRIVATE标志的值为0x0002），其他修饰符为假。代表字段名称的name\_index的值为0x0005，从常量表中可查的第5项常量是一个CONSTANT\_UTF8\_info类型的字符串，其值为“m”，代表字符描述符的descriptor\_index的值为0x0006，指向常量池的字符串“I”，根据这些信息，我们可以推断出原代码定义的字段为：“private int m;”。

> ![20180409112356788][]  
>

字段表都包含的固定数据项目到descriptor\_index为止就结束了，不过在descriptor\_index之后跟随着一个属性表集合用于存储一些额外的信息，字段都可以在属性表中描述零至多项的额外信息。对于本例中的字段m，他的属性表计数器为0，也就是说没有需要额外描述的信息，但是，如果将字段m的声明改为“final static int m=123”，那就可能会存在一项名称为ConstantValue的属性，其值指向常量123。

字段表集合中不会列出从超类或者父接口中继承而来的字段，但有可能列出原本Java代码之中不存在的字段，譬如在内部类中为了保持对外部类的访问性，会自动添加指向外部类实例的字段。另外，在Java语言中字段是无法重载的，两个字段的数据类型、修饰符不管是否相同，都必须使用不一样的名称，但是对于字节码来讲，如果两个字段的描述符不一致，那字段重名就是合法的。

[20180409112356788]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/188a6698d30f4bcba5f2303d5d7704d6.png