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

Class文件在JVM底層的實現

索引：

Class文件.png

Class文件是一組以8位字節為基礎單位的二進制流，
各個數據項目按嚴格的順序緊湊的排列在Class文件中，
里面的信息主要描述以下信息：

1. 魔數和版本號

1.1. 魔數：0xCAFEBABE，確定這個文件是否為一個能被虛擬機接收的Class文件
1.2. Class文件的版本號：第5和第6個字節是次版本號（Minor Version）,第7和第8個字節是主版本號（Major Version）。高版本的JDK能向下兼容以前版本的Class文件，但不能運行以后版本的Class文件。

2. 常量池

主要存放字面量(Literal)和符號引用(references)

1. 字面量：文本字符串、final 類型的常量值 等
2. 符號引用：
   a. 類和接口的全限定名
   b. 字段描述和描述符
   c. 方法的名稱和描述

Java代碼在進行Javac編譯時，并不像C和C++那樣有“連接”的步驟，而是在虛擬機加載Class文件的時候進行動態連接。
也就是說，
在Class文件中不會保存各個方法、字段的最終內存布局信息，
當虛擬機運行時，需要從常量池獲得對應的符號引用，再在類創建時或運行時解析、翻譯到具體的內存地址之中。
JDK1.7中，總共有14種類型的常量，每種常量都是表類型的數據項。
這14種表都有一個共同的特點，就是表開始的第一位是一個u1類型的標志位，代表當前常量屬于哪種常量類型。

14種常量類型代表的具體含義見下表

可以通過用命令javap -verbose TestClass.class命令查看class文件的字節碼內容，如

TestClass

例：Constant_Methodref_info的結構

例：Constant_Class_info的結構

例：Constant_Utf8_info的結構

3. 當前類的訪問標志：

常量池結束之后，緊接著的兩個字節代表訪問標志，這個標志用于識別一些類或者接口層次的訪問信息
a.這個Class是類還是接口
b.這個Class是否是public 等類型
c.這個Class是否是abstract ,是否被聲明為final 等標志

4. 類索引、父類索引和接口索引集合

a.類索引：確定這個類的全限定名
b.父類索引：確定父類的全限定名
c.接口索引集合：描述這個類實現了哪些接口，它是一組u2類型的數據的集合，集合中的第一項是接口計數器，表示索引表的容量。如果一個類沒有實現任何接口，則該計數器值為0。

5. 字段表集合（Fileds）

用于描述接口或者類中聲明的變量。
包括信息有

6. 方法表集合：

包括

7. 其他：包括屬性表集合、Code 屬性(指令) 等。

屬性表（attribute_info）在前面的講解中已經出現過多次了，字段表、方法表都可以攜帶自己的屬性表集合，以用于描述某些場景專有的信息。

與Class文件中其他的數據項目要求嚴格的順序、長度和內容不同，
**屬性表集合的限制稍微寬松了一些，不再要求各個屬性表具有嚴格的順序。
為了能夠正確解析Class文件，《Java虛擬機規范（Java SE 7）》中，預定義了21項屬性表。下文將對一些常用的屬性表進行講解。

Code屬性

Code屬性存儲編譯后的字節碼指令，它出現在方法表的屬性集合中，
但并非所有方法都必須存在這個屬性，譬如抽象方法就不存在Code屬性。
Code屬性的結構如下表所示

可以通過用命令javap -verbose TestClass.class命令查看一個class文件中方法的Code屬性，如

TestClass

反射

Java反射機制就是在運行狀態中，
對于任意一個類，都能夠知道這個類的屬性和方法。
對于任意一個對象能夠調用它的任意一個屬性和方法。
這種動態獲取的信息和動態調用對象的方法的功能稱為Java語言的反射機制

反射機制就是通過Class類實現的。
在Java中，Object 類是所有類的根類，而Class類就是描述Java類的類。

在Java中，每一個class都有一個相應的Class對象，
在將Java源碼編譯成.class文件中就會生成一個Class對象，
Class對象表示這個類的類型信息，你也可以理解成Class是類的類型

注意：因為Class類也是類，所以Object也包括Class類

我們創建對象一般是通過new關鍵字創建，
但是new是靜態加載類，一旦找不到類就會編譯不通過。
但是通過反射機制創建對象一旦找不到類則拋出java.lang.ClassNotFoundException異常。

Class對象的常用方法：

Constructor[] getConstructors()：返回此Class對象所表示的類的所有public構造方法
Method[] getMethods()：返回此Class對象所表示的類的所有public方法
Method[] getDeclaredMethods()：返回此Class對象所表示的類的所有方法，與方法的訪問級別無關
Field[] getFields()：返回此Class對象所表示的類的所有public屬性
Field[] getDecalaredDields()：返回此Class對象所表示的類的所有屬性，與屬性訪問級別無關
Object get(Object obj)：得到引用類型屬性值
void set(Object obj,Object val)：將obj對象的該屬性設置成val值。針對引用類型賦值

Object invoke(Object obj,Object args)：調用類的方法，obj是執行該方法的對象，args是執行該方法時傳入該方法的參數

通過Class類得到指定的對象:

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")
            //傳入接口實現類的路徑
            Class office = Class.forName("com.Word");           
            try {
                //創建該類的對象
                Office word = (Office)office.newInstance();     
                //調用方法
                word.describe();                                
            } catch (InstantiationException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

通過對象得到Class類

public class Test {
    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public static void main(String[] string) throws ClassNotFoundException {
        Word word = new Word();
        Class word1 = word.getClass();              // 通過對象的getClass()方法獲取Class
        Class word2 = Word.class;                   // 通過類.class獲取Class
        Class word3 = Class.forName("com.Word");    // 通過路徑獲取Class
        System.out.println(word1 == word2);
        System.out.println(word2 == word3);
    }

}