Java Class File dan Fungsinya

File atau data dari Java class mengandung Java bytecode dan .class extension yang bisa dijalankan oleh JVM. Sebuah file Java diciptakan oleh kompilator Java dari .java files sebagai hasil dari proses kompilasi. Sebuah bahasa pemrograman Java source file (.java file) mengandung satu atau lebih class Java. Jadi jika  file .java mengandung lebih dari satu buah class maka setiap class akan dikompilasi menjadi class file yang berbeda.

Sebelum mempelajari materi tentang Java Class File dan Fungsinya, terlebih dahulu pelajari materi tentang: Java Virtual Machine dan Fungsinya, Membuat JVM Stack Area Java dan Fungsinya, dan Membuat JVM Shutdown Hook Java dan Fungsinya.

Contoh: Lakukan save code Java dibawah ini dengan nama file Test.java pada sistem komputer.

/* hasil dari kompilasi bahasa program

ini akan menghasilkan beberapa class file */

 

/* deklarasi class */

class Sample { }

 

/* deklarasi class */

class Student { }

 

/* deklarasi class */

class Test{

 

public static void main(String[] args)

{

System.out.println("struktur Class File");

}

 

}

Setelah dilakukan proses kompilasi oleh kompilator, maka akan dihasilkan tiga class file.

Tampilan dari struktur class file

ClassFile
{
     magic_number;
     minor_version;
     major_version;
     constant_pool_count;
     constant_pool[];
     access_flags;
     this_class;
     super_class;
     interfaces_count;
     interfaces[];
     fields_count;
     fields[];
     methods_count;
     methods[];
     attributes_count;
     attributes[];
}

Berikut penjelasan dari beberapa elemen class file:

satu, magic_number: 4 bytes pertama dari class file disebut dengan magic_number. magic_number adalah nilai predefinisi dimana JVM menggunakannya untuk mengidentifikasi apakah .class file yang sudah di-generated oleh kompilator, baik secara benar ataupun tidak. Nilai dari magic_number akan dinyatakan dalam hexadesimal seperti berikut:

0xCAFEBABE

Sekarang lihat apa yang terjadi ketika JVM tidak menemukan magic_number. Misalkan memiliki .java file dengan nama Sample.java, setelah itu lakukan perintah step by step berikut ini pada sistem komputer.

Contoh:

/* deklarasi class */

class Sample

{

 

public static void main(String[] args)

{

System.out.println("Magic Number");       

}

 

}

• step 1: Lakukan kompilasi program menggunakan perintah javac Sample.java.
• step 2: Buka file Sample.class, dan akan terlihat seperti gambar 1.

Gambar 1 hasil kompilasi Sample.java

• step 3: Hapus salah satu simbol dari file Sample.class dan simpan kembali file tersebut.
• step 4: Jalankan program menggunakan java Sample command dan selanjutnya magic_number akan menampilkan run time exception seperti terlihat pada gambar 2.

Gambar 2 runtime exception Sample.java

Catatan: hasil ini akan bervariasi bergantung pada seberapa banyak data yang dihapus pada .class file.

Baca Juga:

• Perbedaan JDK JRE dan JVM Java dan Fungsinya
• Cara Menciptakan Objek Java dari Main Class
• Cara Mengeksekusi Platform Independent Java
• Menghubungkan Database Java Menggunakan JDBC

dua, minor_version & major_version: kedunya berfungsi merepresentasikan versi dari .class file. JVM akan menggunakan kedua versi tersebut untuk mengidentifikasi versi mana dari kompilator yang melakukan generate dari .class file saat ini. Versi dari class file ditandai sebagai M.m, dimana M besar mewakili major_version dan m mewakili minor_version.

Catatan: Lower version compiler dapat mengeksekusi generate .class file menggunakan major_version JVM, tetapi tidak sebaliknya. Jika hal tersebut dilakukan, maka akan didapatkan run time exception pada proses.

Contoh demonstrasi program diperlihatkan dengan tahapan sebagai berikut (khusus os windows):

• step 1: Buka command prompt Windows dan coba periksa Kompilator Java dan versi JVM menggunakan perintah seperti diperlihatkan pada gambar 3 dan 4.

Gambar 3 periksa kompilator Java

Gambar 4 periksa versi Java

• step 2: Sekarang coba periksa versi lain yang lebih tinggi atau yang lebih rendah yang telah diinstal pada sistem komputer. Untuk melakukan instalasi versi terbaru Java dapat didownload melalui link oracle.com [klik]. Setelah itu, lakukan instalasi pada pc atau laptop dan catat lokasi instalasinya.

• step 3: Buka command prompt kedua pada Windows dan atur rute dari folder bin instalasi JDK seperti diperlihatkan pada step 2 sebelumnya. Dan periksa versi dari kompilator Java dan JVM yang telah diinstal tersebut seperti diperlihatkan pada gambar 5.

Gambar 5 periksa versi Java terbaru

• step 4: Pada command prompt yang pertama coba lakukan kompilasi terhadap .java file yang tersedia sebelumnya, seperti file Sample.java. Hasil kompilasi diperlihatkan seperti gambar 6.

Gambar 6 kompilasi file Java

• step 5: Pada command prompt yang kedua pada Windows coba jalankan hasil kompilasi dari file Sample.java yang dilakukan sebelumnya, hasilnya muncul runtime exception seperti diperlihatkan pada gambar 7.

Gambar 7 runtime exception Java pada command prompt

tiga, constant_pool_count: merepresentasikan angka dari konstanta pada konstanta pool. Ketika Java file dikompilasi, semua referensi variabel dan method ditampilkan pada konstanta class pool sebagai simbol referensi.
empat, constant_pool[]: merepresentasikan informasi mengenai konstanta yang ditampilkan dalam pool file.
lima, access_flags: menyediakan informasi mengenai modifier yang dideklarasikan untuk class file.
enam, this_class: merepresentasikan nama kualifikasi penuh dari class file.
tujuh, super_class: merepresentasikan nama kualifikasi penuh dari super class terdekat saat ini. Seperti pada file Sample.java, ketika melakukan kompilasi maka this_class bisa disebut sebagai Sample class dan super_class sebagai Object class.
delapan, interface_count: mengembalikan nilai dari implementasi interface oleh class file saat ini.
sembilan, interface[]: mengembalikan informasi implementasi interface oleh class file saat ini.
sepuluh, fields_count: merepresentasikan angka dari tampilan fields (variabel static) pada class file saat ini.
sebelas, fields[]: merepresentasikan informasi field (variabel static) dari class file saat ini.
dua_belas, method_count: merepresentasikan angka dari method yang ditampilkan dalam class file saat ini.
tiga_belas, method[]: mengembalikan informasi mengenai semua method yang ditampilkan dalam class file saat ini.
empat_belas, attributes_count: mengembalikan angka dari atribut (variabel instance) yang ditampilkan dalam class file saat ini.
lima_belas, attributes[]: menyediakan informasi mengenai semua atribut yang ditampilkan dalam class file saat ini.

Java Class File adalah format file khusus yang digunakan oleh Java untuk menyimpan bytecode yang dihasilkan dari proses kompilasi. Berikut dijelaskan kelebihan dari penggunaan Java Class File, yang melibatkan fondasi portabilitas dan lapisan keamanan yang telah menjadikan Java sebagai bahasa pemrograman yang sangat populer:

• Portabilitas Antar Platform:
• Bytecode Universal: Java Class File berisi bytecode, yaitu representasi setengah-terkompilasi dari program Java. Bytecode ini bersifat universal dan dapat dieksekusi di berbagai platform yang memiliki JVM (Java Virtual Machine).
• Write Once, Run Anywhere (WORA): Konsep WORA adalah prinsip dasar Java, di mana pengembang dapat menulis kode Java satu kali dan menjalankannya di berbagai sistem operasi tanpa perlu melakukan modifikasi ulang.
• Keamanan dan Sandboxing:
• Isolasi Sumber Kode: Java Class File memungkinkan isolasi sumber kode dari sistem operasi tempat program dijalankan. Ini menciptakan lapisan keamanan yang efektif karena bytecode tidak dapat memanipulasi atau merusak sistem operasi host.
• Sandboxing Aplikasi: Dengan menggunakan Java Class File, Java memungkinkan implementasi sandboxing, di mana aplikasi dapat dijalankan dalam lingkungan terbatas dengan keterbatasan akses ke sumber daya sistem.
• Kemudahan Distribusi dan Instalasi:
• Distribusi File Tunggal: Program Java dapat didistribusikan sebagai satu file Java Class File tunggal atau sebagai arsip JAR (Java Archive) yang mengemas beberapa file kelas dan sumber daya lainnya.
• Instalasi yang Sederhana: Pengguna dapat dengan mudah menginstal dan menjalankan aplikasi Java dengan hanya mentransfer atau mendownload file Java Class, mengurangi kompleksitas proses instalasi.
• Manajemen Memori dan Kinerja:
• Optimasi Kinerja: Java Class File memberikan keuntungan dalam hal manajemen memori dan kinerja. Bytecode dieksekusi oleh JVM dengan menggunakan teknik seperti Just-In-Time (JIT) compilation untuk meningkatkan kinerja eksekusi program.
• Pengelolaan Memori yang Efisien: Java Virtual Machine secara dinamis mengelola memori, termasuk alokasi dan dealokasi, dengan cara yang efisien, membantu mencegah kebocoran memori dan meningkatkan penggunaan sumber daya.
• Rekayasa Ulang Kode:
• Keterbacaan dan Pemeliharaan Kode: Java Class File dapat dijadikan sebagai bentuk distribusi kode yang dapat dibaca oleh pengembang lain. Hal ini memudahkan proses rekayasa ulang kode dan pemeliharaan aplikasi dalam jangka waktu panjang.
• Modularitas dan Ketergantungan: Modul Java dapat diatur ke dalam paket, dan ketergantungan antar paket dapat diatur dengan rapi dalam file Java Class. Ini mendukung pembangunan aplikasi yang modular dan terstruktur.
• Lingkungan Pengembangan yang Kaya:
• Dukungan Lingkungan Pengembangan: File Java Class bekerja dengan baik dalam berbagai lingkungan pengembangan, termasuk IDE (Integrated Development Environment) populer seperti Eclipse, IntelliJ IDEA, dan NetBeans.
• Integrasi Alat Pengembangan: Java Class File dapat diintegrasikan dengan alat pengembangan dan manajemen proyek Java, memungkinkan pengembang menggunakan fitur-fitur seperti debugging, profil, dan pembangunan otomatis.

Kesimpulan

Java Class File tidak hanya menyediakan fondasi portabilitas kode yang sangat kuat, tetapi juga melibatkan elemen keamanan, manajemen memori, dan kemudahan distribusi yang telah menjadikan Java sebagai bahasa pemrograman yang sangat populer di kalangan pengembang. Kelebihan-kelebihan ini telah membantu Java menjadi pilihan utama untuk pengembangan aplikasi lintas platform, terutama di lingkungan perusahaan dan industri saat ini.

Referensi Tambahan:

• Menjalankan Program Java Tanpa Method Main
• Nama Kelas File Java dan Fungsinya
• Cara Menjalankan Class File Java pada Direktori
• Keunggulan Microservices Java dan Fungsinya
• Cara Predefinisi Class Java Sebagai Class atau Variabel
• Cara Menjadi Programmer Java yang Handal
• Cara Membuat Identifier Java dan Fungsinya

Artikel ini didedikasikan kepada: Sindy Nilasari Putri Wardani, Ulfa Laela Rahmadon, Vicky Septyawan, Yullya Adhe Putri, dan Adhitya Andre Saputra.

Location: Semarang, Kota Semarang, Jawa Tengah, Indonesia

Berbagi :