2022-05-15 22:37 门头沟学院 Java

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反射

一、类加载器

1.类加载

当程序要使用某个类时，如果该类未被加载到内存，则系统会通过类的加载、类的连接、类的初始化三个步骤来对类进行初始化。如果不出意外情况的话，JVM会连续完成这三个步骤，所以一般把这三步统称为类加载或类初始化。

（1）类的加载：

将class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。

（2）类的连接：

1）验证阶段：检验被加载的类是否有正确的内部结构，并和其他的类协调一致；

2）准备阶段：为类的变量分配内存，并设置默认初始化值；

3）解析阶段：将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用。

（3）类的初始化：

主要是对类变量进行初始化。

1）类的初始化步骤：

①假如类还未被加载和连接，则程序先加载和连接该类；

②假如该类的直接父类还未被初始化，则先初始化其直接父类；

③假如类中有初始化语句，则系统依次执行其初始化语句。

【tips】：第②步中，系统对直接父类的初始化也遵循以上三步。

2）类的初始化时机：当系统首次执行以下操作时，会对类进行初始化：

①创建类的实例对象；

②调用类方法（类的静态方法）；

③访问类或接口的类变量，或者为该类变量赋值；

④使用反射方式强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象；

⑤初始化某个类的子类；

⑥直接使用java.exe命令来运行某个主类。

2.类加载器

（1）作用：将.class文件加载到内存，并生成对应的java.lang.Class对象。

（2）JVM的类加载机制

1）全盘负责：

2）父类委托：

3）缓存机制：

（3）ClassLoder类：类加载器。Java运行时具有以下三种内置类加载器：

1）BootstrapClassLoder：是JVM的内置类加载器，通常表示为null ，是所有类加载器的祖先；

2）PlatformClassLoader：平台类加载器，可以看到所有平台类 。平台类包括由平台类加载器或其祖先定义的Java SE平台API，其实现类和JDK特定的运行时类；

3）SystemClassLoader：系统类加载器（又叫应用程序类加载器），与平台类加载器不同。系统类加载器通常用于定义应用程序类路径，模块路径和JDK特定工具上的类。

【tips】：三者的继承关系：SystemClassLoader extends PlatformClassLoader extends BootstrapClassLoder。

ClassLoder中的常用方法：

static ClassLoader getSystemClassLoader()	返回用于委派的系统类加载器。
ClassLoader getParent()	返回其父类加载器。

二、反射

1.Java的反射机制

在程序运行时可以获取一个类的变量和方法信息，并且可以通过这些获取到的信息来创建对象、调用方法，这种动态获取程序信息及动态调用对象的功能称为Java的反射机制。

2.Class类

在通过反射使用一个类之前，需要先获取该类的字节码文件对象（即类型为Class的对象）。

获取Class类对象的三种方式：

（1）使用类的class属性来获取Class对象（.class）；

//使用类的class属性来获取Class类对象
Class<Student> studentClass = Student.class;

【tips】：基本数据类型也可以通过.class获取对应的Class对象：int.class。

（2）调用类的实例对象的getClass()方法来获取Class类对象；

//调用类的实例对象的getClass()方法来获取Class类对象
Student s = new Student();
Class<? extends Student> studentClass2 = s.getClass();

（3）使用Class类中的静态方法forName(String className)，该方法需要传入类的完整路径。

//使用Class类中的静态方法forName(String className)
Class<?> studentClass3 = Class.forName("getClass.Student");

3.反射获取类的构造方法并使用

（1）获取构造方法的方法：

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	返回一个Constructor对象，该对象表示由该Class对象表示的类的指定public构造方法。
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)	返回一个 Constructor对象，该对象表示由该Class对象表示的类或接口的指定构造方法（private、public、默认的都可以）。
Constructor<?>[] getConstructors()	返回一个包含Constructor对象的数组， Constructor对象表示由该 Class对象表示的类的所有public构造方法。
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()	返回表示由该Class对象表示的类的所有构造方法的Constructor对象的数组。

（2）使用获取到的构造方法创建类的对象：

T newInstance(Object... initargs)

使用由此Constructor对象表示的构造方法和指定的初始化参数来创建类的对象。

【tips】：暴力反射：使用void setAccessible(boolean flag)方法，当flag为true时，可以取消访问检查（即私有也能访问了）。

4.反射获取类的成员变量并使用

（1）获取成员变量的方法：

Field getField(String name)	返回一个Field对象，该对象表示由该Class对象表示的类或接口的名为name的public成员变量。
Field getDeclaredField(String name)	返回一个Field对象，该对象表示由该Class对象表示的类或接口的名为name的成员变量（private、public、默认的都可以）。
Field[] getFields()	返回一个包含Field对象的数组，Field对象表示由该Class对象表示的类或接口的所有public成员变量。
Field[] getDeclaredFields()	返回一个Field对象的数组，反映了由该Class对象表示的类或接口声明的所有成员变量。

（2）使用获取到的成员变量：

void set(Object obj, Object value)

将指定的对象参数中由此Field对象表示的成员变量值设置为value。

5.反射获取类的成员方法并使用

（1）获取成员方法的方法：

Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象。
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象。
Method[] getMethods()	返回一个包含Method对象的数组，Method对象代表由该Class对象表示的类或接口的所有公共成员方法，包括继承的。
Method[] getDeclaredMethods()	返回一个包含方法对象的数组， Method对象代表由该Class对象表示的类或接口的所有成员方法，但不包括继承方法。