参考：
https://blog.csdn.net/IT_GJW/article/details/80447947
https://zhuanlan.zhihu.com/p/24789506

Class文件在JVM底层的实现

索引：

Class文件.png

Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流，
各个数据项目按严格的顺序紧凑的排列在Class文件中，
里面的信息主要描述以下信息：

1. 魔数和版本号

1.1. 魔数：0xCAFEBABE，确定这个文件是否为一个能被虚拟机接收的Class文件
1.2. Class文件的版本号：第5和第6个字节是次版本号（Minor Version）,第7和第8个字节是主版本号（Major Version）。高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件，但不能运行以后版本的Class文件。

2. 常量池

主要存放字面量(Literal)和符号引用(references)

1. 字面量：文本字符串、final 类型的常量值 等
2. 符号引用：
   a. 类和接口的全限定名
   b. 字段描述和描述符
   c. 方法的名称和描述

Java代码在进行Javac编译时，并不像C和C++那样有“连接”的步骤，而是在虚拟机加载Class文件的时候进行动态连接。
也就是说，
在Class文件中不会保存各个方法、字段的最终内存布局信息，
当虚拟机运行时，需要从常量池获得对应的符号引用，再在类创建时或运行时解析、翻译到具体的内存地址之中。
JDK1.7中，总共有14种类型的常量，每种常量都是表类型的数据项。
这14种表都有一个共同的特点，就是表开始的第一位是一个u1类型的标志位，代表当前常量属于哪种常量类型。

14种常量类型代表的具体含义见下表

可以通过用命令javap -verbose TestClass.class命令查看class文件的字节码内容，如

TestClass

例：Constant_Methodref_info的结构

例：Constant_Class_info的结构

例：Constant_Utf8_info的结构

3. 当前类的访问标志：

常量池结束之后，紧接着的两个字节代表访问标志，这个标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息
a.这个Class是类还是接口
b.这个Class是否是public 等类型
c.这个Class是否是abstract ,是否被声明为final 等标志

4. 类索引、父类索引和接口索引集合

a.类索引：确定这个类的全限定名
b.父类索引：确定父类的全限定名
c.接口索引集合：描述这个类实现了哪些接口，它是一组u2类型的数据的集合，集合中的第一项是接口计数器，表示索引表的容量。如果一个类没有实现任何接口，则该计数器值为0。

5. 字段表集合（Fileds）

用于描述接口或者类中声明的变量。
包括信息有

6. 方法表集合：

包括

7. 其他：包括属性表集合、Code 属性(指令) 等。

属性表（attribute_info）在前面的讲解中已经出现过多次了，字段表、方法表都可以携带自己的属性表集合，以用于描述某些场景专有的信息。

与Class文件中其他的数据项目要求严格的顺序、长度和内容不同，
**属性表集合的限制稍微宽松了一些，不再要求各个属性表具有严格的顺序。
为了能够正确解析Class文件，《Java虚拟机规范（Java SE 7）》中，预定义了21项属性表。下文将对一些常用的属性表进行讲解。

Code属性

Code属性存储编译后的字节码指令，它出现在方法表的属性集合中，
但并非所有方法都必须存在这个属性，譬如抽象方法就不存在Code属性。
Code属性的结构如下表所示

可以通过用命令javap -verbose TestClass.class命令查看一个class文件中方法的Code属性，如

TestClass

反射

Java反射机制就是在运行状态中，
对于任意一个类，都能够知道这个类的属性和方法。
对于任意一个对象能够调用它的任意一个属性和方法。
这种动态获取的信息和动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制

反射机制就是通过Class类实现的。
在Java中，Object 类是所有类的根类，而Class类就是描述Java类的类。

在Java中，每一个class都有一个相应的Class对象，
在将Java源码编译成.class文件中就会生成一个Class对象，
Class对象表示这个类的类型信息，你也可以理解成Class是类的类型

注意：因为Class类也是类，所以Object也包括Class类

我们创建对象一般是通过new关键字创建，
但是new是静态加载类，一旦找不到类就会编译不通过。
但是通过反射机制创建对象一旦找不到类则抛出java.lang.ClassNotFoundException异常。

Class对象的常用方法：

Constructor[] getConstructors()：返回此Class对象所表示的类的所有public构造方法
Method[] getMethods()：返回此Class对象所表示的类的所有public方法
Method[] getDeclaredMethods()：返回此Class对象所表示的类的所有方法，与方法的访问级别无关
Field[] getFields()：返回此Class对象所表示的类的所有public属性
Field[] getDecalaredDields()：返回此Class对象所表示的类的所有属性，与属性访问级别无关
Object get(Object obj)：得到引用类型属性值
void set(Object obj,Object val)：将obj对象的该属性设置成val值。针对引用类型赋值

Object invoke(Object obj,Object args)：调用类的方法，obj是执行该方法的对象，args是执行该方法时传入该方法的参数

通过Class类得到指定的对象:

public interface Office {
    /**
     * 描述
     */
    public void describe();
}

public class Word implements Office {
    @Override
    public void describe() {
        System.out.println("大家好，我是Word");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] string) throws ClassNotFoundException {
        try {
            @SuppressWarnings("rawtypes")
            //传入接口实现类的路径
            Class office = Class.forName("com.Word");           
            try {
                //创建该类的对象
                Office word = (Office)office.newInstance();     
                //调用方法
                word.describe();                                
            } catch (InstantiationException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

通过对象得到Class类

public class Test {
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public static void main(String[] string) throws ClassNotFoundException {
        Word word = new Word();
        Class word1 = word.getClass();              // 通过对象的getClass()方法获取Class
        Class word2 = Word.class;                   // 通过类.class获取Class
        Class word3 = Class.forName("com.Word");    // 通过路径获取Class
        System.out.println(word1 == word2);
        System.out.println(word2 == word3);
    }

}