唯一有点特别之处的是常量池。什么东西会放在常量池呢？最容易想到的就是字符串了。对头，这个Java源码中的类名，方法名，变量名，居然都是以字符串形式存储在常量池中。所以，图2中的this_class和super_class分别指向两个字符串，代表本类的名字和基类的名字。这两个字符串存储在常量池中，所以this_class和super_class的类型都是u2(索引，代表长度为2个字节)。

Class文件用javap工具可以很好得解析成图2那样的格式，我这里替大家解析了一把，结果如图3所示(先显示部分内容)：

注意，解析方法为：javap -verbose xxxx.class

先来看看常量池。

2.1.1 常量池介绍

常量池看起来陌生，其实简单得要死。注意，count_pool_count是常量池数组长度+1。比如，假设某个Class文件常量池只有4个元素，那么count_pool_count=5)。

javap解析class文件的时候，常量池的索引从1算起,0默认是给VM自己用得,一般不显示0这一项。这也是为什么图3中常量池第一个元素以#1开头。所以，如果count_pool_count=5的话，真正有用的元素是从count_pool[1]到count_pool[4]。

常量池数组的元素类型由下面的代码表示：

cp_info { //特别注意，这是介绍的cp_info是相关元素类型的通用表达。

u1 tag; //tag为1个字节长。不论cp_info具体是哪种，第一个字节一定代表tag

u1 info[]; //其他信息，长度随tag不同而不同

}

//tag取值，先列几个简单的：

tag=7 <==info代表这个cp_info是CONSTANT_Class_info结构体

tag=9<==info代表CONSTANT_Fieldrefs_info结构体

tag=10<==info代表CONSTANT_Methodrefs_info结构体

tag=8<==info代表CONSTANT_String_info结构体

tag=1<==info代表CONSTANT_Utf8_info结构体

在JVM规范中，真正代表字符串的数据结构是CONSTANT_Utf8_info结构体，它的结构如下代码所示：

CONSTANT_Utf8_info {

u1 tag;

u2 length; //下面就是存储UTF8字符串的地方了

u1 bytes[length];

}

大家看图3中常量池的内容，比如#2=Utf8 com/test/TestMain 这行表示：

数组第二个元素的类型是CONSTANT_Utf8_info，字符串为“com/test/TestMain”

下面我们看几个常用的常量池元素类型

(1) CONSTANT_Class_info

这个类型是用于描述类信息的，此处的类信息很简单，就是类名(也就是代表类名的字符串)

CONSTANT_Class_info {

u1 tag; //tag取值为7，代表CONSTANT_Class_info

u2 name_index; //name_index表示代表自己类名的字符串信息位于于常量池数组中哪一个，也就是索引

}

唉，够懒的，name_index对应的那个常量池元素必须是CONSTANT_Utf8_info，也就是字符串。图3中的例子，咱们再看看：

#1 = Class #2 //com/test/TestMain

#2 = Utf8 com/test/TestMain

这说明：

常量池第一个元素类型为Class_info，它对应的name_index取值为2，表示使用第2个元素

常量池第二个元素类型为Utf8 内容为“com/test/TestMain”

#1最后的//表示注释，它把第二行的字符串内容直接搬过来，方便我们查看

(2) CONSTANT_NameAndType_Info

这个结构也是常量池数据结构中中比较重要的一个，干什么用得呢？恩，它用来描述方法/成员名以及类型信息的。有点JNI基础的童鞋相信不难明白，在JNI中，一个类的成员函数或成员变量都可以由这个类名字符串+函数名字符串+参数类型字符串+返回值类型来确定(如果是成员变量，就是类名字符串+变量名字符串+类型字符串)来表达。既然是字符串，那么NameAndType_Info也就是存储了对应字符串在常量池数组中的索引：

CONSTANT_NameAndType_info {

u1 tag;

u2 name_index; //方法名或域名对应的字符串索引

u2 descriptor_index; //方法信息(参数+返回值)，或者成员变量的信息(类型)对应的字符串索引

}

//还是来看图3中的例子吧

#13 = Utf8 ()V

#15 = NameAnType #16.#13 //合起来就是test.()V 函数名是test，参数和返回值是()V

#16=Utf8 test

太简单了，都不惜得说...，请大家自行解析#25这个常量池元素的内容，一定要做喔！

注意，对于构造函数和类初始化函数来说，JVM要求函数名必须是和。当然，这两个函数是编译器生成的。

(3) CONSTANT_MethodrefInfo三兄弟

Methodref_Info还有两个兄弟，分别是Fieldref_Info，InterfaceMethodref_Info，他们三用于描述方法、成员变量和接口信息。刚才的NameAndType_Info其实已经描述了方法和成员变量信息的一部分，唯一还缺的就是没有地方描述它们属于哪个类。而咱这三兄弟就补全了这些信息。他们三的数据结构如图4所示：

如此直白简单，不解释了。不放心的童鞋们请对照图3的例子自行玩耍！

常量池先介绍到这，它还有一些有用的信息，不过要等到后面我们碰到具体问题时再分析

2.1.2 Field和Method描述

刚才在常量池介绍中有提到Methodref_Info和Fieldref_Info，不过这两个Info无非是描述了函数或成员变量的名字，参数，类型等信息。但是真正的方法、成员变量信息还包括比如访问权限，注解，源代码位置等。对于方法来说，更重要的还包括其函数功能(即这个函数对应的字节码)。

在Java VM中，方法和成员变量的完整描述由如图5所示的数据结构来表达的：

access_flags：描述诸如final，static，public这样的访问标志

name_index：方法或成员变量名在常量池中对应的索引，类型是Utf8_Info

attribute_info：是域或方法中很重要的信息。我们单独用一节来介绍它。

2.1.3 attribute_info介绍

attribute_info结构体很简单，如下代码所示：

attribute_info {//特别注意，这里描述的attribute_info结构体也是具体属性数据结构的通用表达

u2 attribute_name_index; //attribute_info的描述，指向常量池的字符串

u4 attribute_length; //具体的内容由info数组描述

u1 info[attribute_length];

}

Java VM规范中，attribute类型比较多，我们重点介绍几个，先来看代表一个函数实际内容的Code属性。

(1) Code属性

代表Code属性的数据结构如图6所示：

前2个成员变量就不多说了。属于attribute的头6个字节，分别指向代表属性名字符串的常量池元素以及后续属性数据的长度。注意，Code属性的attribute_name_index所指向的那个Utf8常量池元素对应的字符串内容就是“Code”，大家可参考图3的#9。

max_stack和max_locals：虚拟机在执行一个函数的时候，会为它建立一个操作数栈。执行过程中的参数啊，一些计算值啊等都会压入栈中。max_stack就表示该函数执行时，这个栈的最大深度。这是编译时就能确定的。max_locals用于描述这个方法最大的栈数和最大的本地变量个数。本地变量个数包括传入的参数。

code_length和code：这个函数编译成Java字节码后对应的字节码长度和内容。

exception_table_length：用来描述该方法对应异常处理的信息。这块我不打算讲了，其实也蛮简单，就是用start_pc表示异常处理时候从此方法对应字节码(由code[]数组表示)哪个地方开始执行。

Code属性本身还能包含一些属性，这是由attributes_count和attributes数组决定的。

来看个实际例子吧，如图7所示(接着图3的例子)：

图7中：

stack=2，locals=2，args_size=1。结合代码，main函数确实有一个参数，而且还有一个本地变量。注意，main函数是static的。如果对于类的非static函数，那么locals的第0个元素代表this。

stack后面接下来的就是code数组，也就是这个函数对应的执行代码。0表示code[]的索引位置。0:new：代表这个操作是new操作，此操作对应的字节码长度为3，所以下一个操作对应的字节码从索引3开始。

LineNumberTable也是属性的一种，用于调试，它将源码和字节码匹配了起来。比如line 7: 0这句话代表该函数字节码0那一个操作对应代码的第7行。

LocalVariableTable：它也是属性一种，用于调试，它用于描述函数执行时的变量信息。比如图7中的Start = 0：表示从code[]第0个字节开始，Length = 13表示到从start=0到start+13个字节(不包含第13个字节，因为code数组一共就12个字节)这段范围内，这个变量都有效(也就是这个变量的作用域)，Slot=0表示这个变量在本地变量表中第一个元素，还记得前面提到的locals吗？，name为“args”，表示这个参数的名字叫args，类型(由Signature表示)就是String数组了。

请大家自行解析图7中最后一行，看看能搞明白LocalVariableTable的含义不...

另外，Android SDK build Tools中的dx工具dump class文件得到的信息更全，大家可以试试。

使用方法是：dx --dump --debug xxx.class。

Class文件先介绍到这，下面我们来看看Android平台上的dex文件。

2.2 Dex文件结构和Odex

2.2.1 dex文件结构简介

Android平台中没有直接使用Class文件格式，因为早期的Anrdroid手机内存，存储都比较小，而Class文件显然有很多可以优化的地方，比如每个Class文件都有一个常量池，里边存储了一些字符串。一串内容完全相同的字符串很有可能在不同的Class文件的常量池中存在，这就是一个可以优化的地方。当然，Dex文件结构和Class文件结构差异的地方还很多，但是从携带的信息上来看，Dex和Class文件是一致的。所以，你了解了Class文件(作为Java VM官方Spec的标准)，Dex文件结构只不过是一个变种罢了(从学习到什么程度为止的问题来看，如果不是要自己来解析Dex文件，或者反编译/修改dex文件，我觉得大致了解下Dex文件结构的情况就可以了)。图8所示为Dex文件结构的概貌：

有一点需要说明：传统Class文件是一个Java源码文件会生成一个.Class文件，而Android是把所有Class文件进行合并，优化，然后生成一个最终的class.dex，如此，多个Class文件里如果有重复的字符串，当把它们都放到一个dex文件的时候，只要一份就可以了嘛。

dex头部信息中的magic取值为“dexn035 ”

proto_ids：描述函数原型信息，包括返回值，参数信息。比如“test:()V”

methods_ids：函数信息，包括所属类及对应的proto信息。比如

"Lcom.test.TestMain. test:()V"，.前面是类信息，后面属于proto信息

下面我们将示例TestMain.class转换成dex文件，然后再用dexdump工具看看它的结果，如图9所示：

具体方法：