解析class文件

Java 虚拟机规范中所指的 class 文件，并非特指位于磁盘中的 .class 文件，而是泛指任何格式符合规范的 class 数据。它实际上可以通过网络下载，从数据库加载，甚至是在运行中直接生成等方式来获取 class 文件。

• 构成 class 文件的基本数据单位是字节，可以把整个 class 文件当成一个字节流来处理
• 数据由连续多个字节构成，这些数据在 class 文件中以大端（big-endian）方式存储

为了描述 class 文件格式，Java 虚拟机规范定义了 u1、u2 和 u4 三种数据类型来表示1、2和4字节无符号整数。

查找class文件

加载允许一个类，必须把它相关的依赖类也加载进来，比如父类、成员类等。

Java虚拟机规范并没有规定去哪里寻找类，所以不同虚拟机可以采用不同的方法。

一、类加载路径

Oracle的Java虚拟机是根据类路径（classpath）来搜索类，按照搜索顺序可分为3类：

1. 启动类路径（bootstrasp classpath）：默认目录是 jre\lib，即Java标准库（大部分在rt.jar里）所在位置
2. 扩展类路径（extension classpath）：默认目录是 jre\lib\ext，即Java扩展机制的类所在位置
3. 用户类路径（user classpath）：默认当前目录，即自己实现的类、以及第三方类库所在位置

命令行工具

Java虚拟机启动时，需要指定类启动应用程序。

但是Java虚拟机规范中并没有明确规定，怎么指定类启动应用程序，也就是主类（包含main方法的类）。

Oracle的虚拟机实现是通过 java 命令来启动的，主类名由命令函参数指定。

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java [-options] class [args]
java [-options] -jar jarfile [args]
javaw [-options] class [args]
javaw [-options] -jar jarfile [args]

Stack

一、定义

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public class Stack<E> extends Vector<E> {
}

Stack 继承自 Vector 类，因此拥有 Vector 的所有特性。

二、原理

Stack 除了增加几个栈特用的方法以外，其他的和 Vector 都一样，而增加的这几个方法，内部实际上也是调用的 Vector 的方法。

Vector

一、定义

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public class Vector<E>
    extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    }

定义上和 ArrayList 一样，继承同一个父类和实现相同的接口。

二、实现原理

PriorityQueue

一、定义

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public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E>
    implements java.io.Serializable {
    
    public PriorityQueue(int initialCapacity,
                         Comparator<? super E> comparator) {
        // Note: This restriction of at least one is not actually needed,
        // but continues for 1.5 compatibility
        if (initialCapacity < 1)
            throw new IllegalArgumentException();
        this.queue = new Object[initialCapacity];
        this.comparator = comparator;
    }
}

从名称就可以看出来，这是个优先队列，也就是按照从小到大（或从大到小）排序的队列。

Hashtable

一、定义

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public class Hashtable<K,V>
    extends Dictionary<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable {
}

Hashtable 继承了旧的父类 Dictionary，和新的接口 Map。

二、实现

LinkedList

一、定义

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public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
}

LinkedList 和 ArrayList 的定义有一些区别，LinkedList 是继承于 AbstractSequentialList 的，而 ArrayList 是直接继承于 AbstractList。

LinkedList 的继承链多了一层 AbstractSequentialList。

ArrayList

一、定义

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public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
    ...    
}

有个地方没搞明白，按理说抽象类 AbstractList 已经包含了接口 List，为何还需要再次实现这个接口呢？

难道是担心抽象类 AbstractList 有可能会修改，不再实现接口 List？

ArrayDeque

一、定义

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public class ArrayDeque<E> extends AbstractCollection<E> 
    implements Deque<E>, Cloneable, Serializable {
    }

ArrayDeque 实现了 Deque 接口，是一个数组实现的双向队列。

二、原理

2.1 数据结构

ArrayDeque 底层数据存储结构是数组：