关于类解析阶段符号引用转为直接引用的过程
在 类加载过程 中介绍了 解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程，也就是得到类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量
那么什么是 符号引用? 什么又是 **直接引用**？二者之间又有什么关联？字段、方法在内存中又是如何存储和访问的？下面就通过 class 文件来具体分析
符号引用
有下面两个类User 和 Address：
1 | /** |
其中 User 类编译出来的 class 文件的文本形式如下：
1 | Classfile /Users/jiangrz/workspace/other/demo/target/classes/com/example/demo/User.class |
在 class 文件中有一段 Constant pool 信息，里面存储的该Class文件里的大部分常量的内容，如：类和接口的全限定名、字段的名称和描述符以及方法的名称和描述符
看到 printName() 方法有一条字节码指令：
1 | 1: getfield #2 // Field address:Lcom/example/demo/Address; |
其中 #2 代表在常量池中的下标，在常量池中找到下标为2的信息：
1 | #2 = Fieldref #4.#25 // com/example/demo/User.address:Lcom/example/demo/Address; |
Fieldref 是字段的结构表示，具体查看 虚拟机规范4.4.2 ，后面的 #4.#25 分别表示 class_index 和 name_and_type_index ，这两个都是常量池下标（即所在类结构在常量池的下标和字段名与字段类型在常量池的下标），引用着另外两个常量池项。顺着这个方法把所有引用的常量都找出来，可以得到：
1 | #2 = Fieldref #4.#25 // com/example/demo/User.address:Lcom/example/demo/Address; |
上面的常量池项对应文件结构表示为：
- Class：
CONSTANT_Class_info - Utf8：
CONSTANT_Utf8_info - NameAndType：
CONSTANT_NameAndType_info
标记为 Utf8 的常量池项在 class 文件中实际为 CONSTANT_Utf8_info，是以 UTF-8 编码的字符串文本 ，比如 #12 = Utf8 实际值为 address
这就是class 文件里的 符号引用 实际存储的值：带有类型（tag） / 结构（符号间引用层次）的字符串。将上面的引用关系画成树：
1 | #2：Fieldref #4.#25 |
上面是字段的符号引用表示，我们再来看一个方法的符号引用表示，还是在 printName() 方法：
1 | 4: invokevirtual #3 // Method com/example/demo/Address.printAddress:()V |
和上面相同，这个虚拟机指令是调用 Address 类的 printAddress 方法。找到常量池中下标为 #3 的项：
1 | #3 = Methodref #26.#27 // com/example/demo/Address.printAddress:()V |
Methodref 和 Fieldref 的结构相同，由 1 个字节的 tag / 2 个字节 class_index / 2 个字节的 name_and_type_index 组成：
u1 为1个字节，u2为两个字节 The class File Format
1 | CONSTANT_Fieldref_info { |
所以可以知道 #26 为类符号结构的下标，**#27** 则是方法名和返回值的结构下标。根据上面的方法得到引用关系：
1 | #3 = Methodref #26.#27 // com/example/demo/Address.printAddress:()V |
由此可以看出，Class文件中的invokevirtual指令的操作数经过几层引用之后，最后都是由字符串来表示的
直接引用
上面都是说的 “符号引用”，下面在看看直接引用：
大致是在类加载的时候会把 Class 文件的各个部分分别解析（parse）为 JVM 的内部数据结构。例如说类的元数据记录在 Class 结构体里，每个方法的元数据记录在各自的 methodblock 结构体里等等
在刚加载好一个类的时候，Class 文件里的常量池和每个方法的字节码（Code属性）会被基本原样的拷贝到内存里先放着，也就是说仍然处于使用 “符号引用” 的状态，直到真的要被使用到的时候才会被解析（resolve）为直接引用
假定我们要第一次执行到 printName() 方法里调用 printAddress() 方法的那条invokevirtual指令了，此时 JVM 会发现该指令尚未被解析（resolve），所以会先去解析一下。通过其操作数所记录的常量池下标找到常量池项 #3，发现该常量池项也尚未被解析（resolve），于是进一步去解析一下。通过 Methodref 所记录的 class_index 找到类名，进一步找到被调用方法的类的 Class 结构体，然后通过name_and_type_index 找到方法名和方法返回类型，到找到的 Class 结构体上记录的方法列表里找到匹配的那个 methodblock，最终把找到的 methodblock 的指针写回到常量池项 #3 里
也就是说，原本常量池项 #3 在类加载后的运行时常量池里的内容跟Class文件里的一致，只是解析后它的内容变了，由原来的字符串表示的 “符号引用” 变为一个能直接找到 Java 方法元数据的 methodblock 了。这里的 methodblock 就是一个 “直接引用”，**#3** 常量项保存着 methodblock 直接指针
解析好常量池项 #3 之后回到 invokevirtual 指令的解析，在解析后虚拟机指令从 invokevirtual 改写为 invokevirtual_quick表示该指令已经解析完毕。原本存储操作数的 2 字节空间现在分别存了 2个1 字节信息，第一个是 虚方法表的下标（vtable index），第二个是 方法的参数个数（args_size）。这两项信息都由前面解析常量池项 #3 得到的 methodblock 读取而来
1 | invokevirtual_quick vtable_index=5, args_size=1 |
在 Address 类的虚方法表就会有：
1 | [0]: java.lang.Object.hashCode:()I |
User 类的虚方法表则：
1 | [0]: java.lang.Object.hashCode:()I |
在执行 invokevirtual_quick 调用 printAddress() 时，通过对象引用查找到虚方法表后，从中取出第 #5 项的methodblock，就可以找到实际应该调用的目标然后调用过去了
直接引用是运行时所能直接使用的形式，即可以表现为直接指针（如上面#3常量项解析为 methodblock），也可能是其它形式（如invokevirtual_quick 指令里的vtable的下标），关键点不在于是否为直接指针或其它偏移量，在于jvm能不能直接使用
jvm中多态的实现
假如有一个类 Staff 继承了类 User ，并重写了 printName()方法 ，那么类 Staff 的虚方法表就会有：
1 | [0]: java.lang.Object.hashCode:()I |
虚方法表中方法存放顺序是先父类-再子类的顺序，所有的类都继承自 Object 类，所以表中 最先存放的是Object类的方法，接下来是该类的父类 User 的方法，最后是该类本身的方法。当调用的时候通过传入的实际指向this来确定方法的接收者（receiver），动态绑定（分派）具体对象的类型（因为是多态，所以指向的是子类对象的类型），继而找到方法区里子类的方法表，根据偏移量找到子类方法表对应的方法