【Java基础增强】类加载器和反射

1.类加载器

1.1类加载器【理解】

• 作用

  负责将.class文件（存储的物理文件）加载在到内存中

  

1.2类加载的过程【理解】

• 类加载时机

  • 创建类的实例（对象）

  • 调用类的类方法

  • 访问类或者接口的类变量，或者为该类变量赋值

  • 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象

  • 初始化某个类的子类

  • 直接使用java.exe命令来运行某个主类

• 类加载过程

  1. 加载

     • 通过包名 + 类名，获取这个类，准备用流进行传输

     • 在这个类加载到内存中

     • 加载完毕创建一个class对象

     

  2. 链接

     • 验证

       确保Class文件字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身安全

       (文件中的信息是否符合虚拟机规范有没有安全隐患)

     

     • 准备

       负责为类的类变量（被static修饰的变量）分配内存，并设置默认初始化值

       (初始化静态变量)

     

     • 解析

       将类的二进制数据流中的符号引用替换为直接引用

       (本类中如果用到了其他类，此时就需要找到对应的类)

     

  3. 初始化

     根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源

     (静态变量赋值以及初始化其他资源)

     

• 小结

  • 当一个类被使用的时候，才会加载到内存

  • 类加载的过程: 加载、验证、准备、解析、初始化

1.3类加载的分类【理解】

• 分类

  • Bootstrap class loader：虚拟机的内置类加载器，通常表示为null ，并且没有父null

  • Platform class loader：平台类加载器,负责加载JDK中一些特殊的模块

  • System class loader：系统类加载器,负责加载用户类路径上所指定的类库

• 类加载器的继承关系

  • System的父加载器为Platform

  • Platform的父加载器为Bootstrap

• 代码演示

  public class ClassLoaderDemo1 {public static void main(String[] args) {//获取系统类加载器ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();//获取系统类加载器的父加载器 --- 平台类加载器ClassLoader classLoader1 = systemClassLoader.getParent();//获取平台类加载器的父加载器 --- 启动类加载器ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();System.out.println("系统类加载器" + systemClassLoader);System.out.println("平台类加载器" + classLoader1);System.out.println("启动类加载器" + classLoader2);}
  }

1.4双亲委派模型【理解】

• 介绍

  如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行，如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式

  

1.5ClassLoader 中的两个方法【应用】

• 方法介绍

  方法名	说明
  public static ClassLoader getSystemClassLoader()	获取系统类加载器
  public InputStream getResourceAsStream(String name)	加载某一个资源文件

• 示例代码

  public class ClassLoaderDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {//static ClassLoader getSystemClassLoader() 获取系统类加载器//InputStream getResourceAsStream(String name)  加载某一个资源文件//获取系统类加载器ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();//利用加载器去加载一个指定的文件//参数：文件的路径（放在src的根目录下，默认去那里加载）//返回值：字节流。InputStream is = systemClassLoader.getResourceAsStream("prop.properties");Properties prop = new Properties();prop.load(is);System.out.println(prop);is.close();}
  }

2.反射

2.1反射的概述【理解】

• 反射机制

  是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法； 对于任意一个对象，都能够调用它的任意属性和方法； 这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

2.2获取Class类对象的三种方式【应用】

• 三种方式分类

  • 类名.class属性

  • 对象名.getClass()方法

  • Class.forName(全类名)方法

  

• 示例代码

  public class Student {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public void study(){System.out.println("学生在学习");}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
  }
  public class ReflectDemo1 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {//1.Class类中的静态方法forName("全类名")//全类名:包名 + 类名Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect2.Student");System.out.println(clazz);//2.通过class属性来获取Class clazz2 = Student.class;System.out.println(clazz2);//3.利用对象的getClass方法来获取class对象//getClass方法是定义在Object类中.Student s = new Student();Class clazz3 = s.getClass();System.out.println(clazz3);System.out.println(clazz == clazz2);System.out.println(clazz2 == clazz3);}
  }

2.3反射获取构造方法并使用【应用】

2.3.1Class类获取构造方法对象的方法

• 方法介绍

  方法名	说明
  Constructor<?>[] getConstructors()	返回所有公共构造方法对象的数组
  Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()	返回所有构造方法对象的数组
  Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	返回单个公共构造方法对象
  Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)	返回单个构造方法对象

• 示例代码

  public class Student {private String name;private int age;//私有的有参构造方法private Student(String name) {System.out.println("name的值为:" + name);System.out.println("private...Student...有参构造方法");}//公共的无参构造方法public Student() {System.out.println("public...Student...无参构造方法");}//公共的有参构造方法public Student(String name, int age) {System.out.println("name的值为:" + name + "age的值为:" + age);System.out.println("public...Student...有参构造方法");}
  }
  public class ReflectDemo1 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//method1();//method2();//method3();//method4();}private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//        Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
  //                                      返回单个构造方法对象//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);System.out.println(constructor);}private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//        Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
  //                                      返回单个公共构造方法对象//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");//小括号中,一定要跟构造方法的形参保持一致.Constructor constructor1 = clazz.getConstructor();System.out.println(constructor1);Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class, int.class);System.out.println(constructor2);//因为Student类中,没有只有一个int的构造,所以这里会报错.Constructor constructor3 = clazz.getConstructor(int.class);System.out.println(constructor3);}private static void method2() throws ClassNotFoundException {//        Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：
  //                                      返回所有构造方法对象的数组//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();for (Constructor constructor : constructors) {System.out.println(constructor);}}private static void method1() throws ClassNotFoundException {//        Constructor<?>[] getConstructors()：
  //                                      返回所有公共构造方法对象的数组//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();for (Constructor constructor : constructors) {System.out.println(constructor);}}
  }

2.3.2Constructor类用于创建对象的方法

• 方法介绍

  方法名	说明
  T newInstance(Object...initargs)	根据指定的构造方法创建对象
  setAccessible(boolean flag)	设置为true,表示取消访问检查

• 示例代码

  public class Student {private String name;private int age;//私有的有参构造方法private Student(String name) {System.out.println("name的值为:" + name);System.out.println("private...Student...有参构造方法");}//公共的无参构造方法public Student() {System.out.println("public...Student...无参构造方法");}//公共的有参构造方法public Student(String name, int age) {System.out.println("name的值为:" + name + "age的值为:" + age);System.out.println("public...Student...有参构造方法");}
  }
  public class ReflectDemo1 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//method1();//method2();//method3();//method4();}private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//        Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
  //                                      返回单个构造方法对象//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);System.out.println(constructor);}private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//        Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
  //                                      返回单个公共构造方法对象//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");//小括号中,一定要跟构造方法的形参保持一致.Constructor constructor1 = clazz.getConstructor();System.out.println(constructor1);Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class, int.class);System.out.println(constructor2);//因为Student类中,没有只有一个int的构造,所以这里会报错.Constructor constructor3 = clazz.getConstructor(int.class);System.out.println(constructor3);}private static void method2() throws ClassNotFoundException {//        Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：
  //                                      返回所有构造方法对象的数组//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();for (Constructor constructor : constructors) {System.out.println(constructor);}}private static void method1() throws ClassNotFoundException {//        Constructor<?>[] getConstructors()：
  //                                      返回所有公共构造方法对象的数组//1.获取Class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();for (Constructor constructor : constructors) {System.out.println(constructor);}}
  }

2.3.3小结

• 获取class对象

  三种方式: Class.forName(“全类名”), 类名.class, 对象名.getClass()

• 获取里面的构造方法对象

  getConstructor (Class<?>... parameterTypes) getDeclaredConstructor (Class<?>... parameterTypes)

• 如果是public的，直接创建对象

  newInstance(Object... initargs)

• 如果是非public的，需要临时取消检查，然后再创建对象

  setAccessible(boolean) 暴力反射

2.4反射获取成员变量并使用【应用】

2.4.1Class类获取成员变量对象的方法

• 方法分类

  方法名	说明
  Field[] getFields()	返回所有公共成员变量对象的数组
  Field[] getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组
  Field getField(String name)	返回单个公共成员变量对象
  Field getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象

• 示例代码

  public class Student {public String name;public int age;public String gender;private int money = 300;@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", gender='" + gender + '\'' +", money=" + money +'}';}
  }
  public class ReflectDemo1 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {// method1();//method2();//method3();//method4();}private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {//        Field getDeclaredField(String name)：返回单个成员变量对象//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");//2.获取money成员变量Field field = clazz.getDeclaredField("money");//3.打印一下System.out.println(field);}private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {//        Field getField(String name)：返回单个公共成员变量对象//想要获取的成员变量必须是真实存在的//且必须是public修饰的.//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");//2.获取name这个成员变量//Field field = clazz.getField("name");//Field field = clazz.getField("name1");Field field = clazz.getField("money");//3.打印一下System.out.println(field);}private static void method2() throws ClassNotFoundException {//        Field[] getDeclaredFields()：返回所有成员变量对象的数组//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");//2.获取所有的Field对象Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();//3.遍历for (Field field : fields) {System.out.println(field);}}private static void method1() throws ClassNotFoundException {//        Field[] getFields()：返回所有公共成员变量对象的数组//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");//2.获取Field对象.Field[] fields = clazz.getFields();//3.遍历for (Field field : fields) {System.out.println(field);}}
  }

2.4.2Field类用于给成员变量赋值的方法

• 方法介绍

  方法名	说明
  void set(Object obj, Object value)	赋值
  Object get(Object obj)	获取值

• 示例代码

  // Student类同上一个示例,这里就不在重复提供了
  public class ReflectDemo2 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
  //        Object get(Object obj) 返回由该 Field表示的字段在指定对象上的值。//method1();//method2();}private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, InstantiationException, IllegalAccessException {//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");//2.获取成员变量Field的对象Field field = clazz.getDeclaredField("money");//3.取消一下访问检查field.setAccessible(true);//4.调用get方法来获取值//4.1创建一个对象Student student = (Student) clazz.newInstance();//4.2获取指定对象的money的值Object o = field.get(student);//5.打印一下System.out.println(o);}private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, InstantiationException, IllegalAccessException {//        void set(Object obj, Object value)：给obj对象的成员变量赋值为value//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");//2.获取name这个Field对象Field field = clazz.getField("name");//3.利用set方法进行赋值.//3.1先创建一个Student对象Student student = (Student) clazz.newInstance();//3.2有了对象才可以给指定对象进行赋值field.set(student,"zhangsan");System.out.println(student);}
  }

2.5反射获取成员方法并使用【应用】

2.5.1Class类获取成员方法对象的方法

• 方法分类

  方法名	说明
  Method[] getMethods()	返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的
  Method[] getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的
  Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个公共成员方法对象
  Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象

• 示例代码

  public class Student {//私有的，无参无返回值private void show() {System.out.println("私有的show方法，无参无返回值");}//公共的，无参无返回值public void function1() {System.out.println("function1方法，无参无返回值");}//公共的，有参无返回值public void function2(String name) {System.out.println("function2方法，有参无返回值,参数为" + name);}//公共的，无参有返回值public String function3() {System.out.println("function3方法，无参有返回值");return "aaa";}//公共的，有参有返回值public String function4(String name) {System.out.println("function4方法，有参有返回值,参数为" + name);return "aaa";}
  }
  public class ReflectDemo1 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//method1();//method2();//method3();//method4();//method5();}private static void method5() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//        Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：
  //                                返回单个成员方法对象//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");//2.获取一个成员方法showMethod method = clazz.getDeclaredMethod("show");//3.打印一下System.out.println(method);}private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");//2.获取一个有形参的方法function2Method method = clazz.getMethod("function2", String.class);//3.打印一下System.out.println(method);}private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {//        Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) ：
  //                                返回单个公共成员方法对象//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");//2.获取成员方法function1Method method1 = clazz.getMethod("function1");//3.打印一下System.out.println(method1);}private static void method2() throws ClassNotFoundException {//        Method[] getDeclaredMethods()：
  //                                返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");//2.获取Method对象Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();//3.遍历一下数组for (Method method : methods) {System.out.println(method);}}private static void method1() throws ClassNotFoundException {//        Method[] getMethods()：返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");//2.获取成员方法对象Method[] methods = clazz.getMethods();//3.遍历for (Method method : methods) {System.out.println(method);}}
  }

2.5.2Method类用于执行方法的方法

• 方法介绍

  方法名	说明
  Object invoke(Object obj, Object... args)	运行方法

  参数一: 用obj对象调用该方法

  参数二: 调用方法的传递的参数(如果没有就不写)

  返回值: 方法的返回值(如果没有就不写)

• 示例代码

  public class ReflectDemo2 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
  //        Object invoke(Object obj, Object... args)：运行方法
  //        参数一：用obj对象调用该方法
  //        参数二：调用方法的传递的参数（如果没有就不写）
  //        返回值：方法的返回值（如果没有就不写）//1.获取class对象Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");//2.获取里面的Method对象  function4Method method = clazz.getMethod("function4", String.class);//3.运行function4方法就可以了//3.1创建一个Student对象,当做方法的调用者Student student = (Student) clazz.newInstance();//3.2运行方法Object result = method.invoke(student, "zhangsan");//4.打印一下返回值System.out.println(result);}
  }