Java基础-类加载机制与反射

Java基础第四篇-类加载机制与反射

类加载机制与反射

1.类的加载、连接和初始化

JVM和类

一个Java程序启动一个Java虚拟机进程，当系统被终结时，JVM进程也会被终止。

有以下几种情况：

程序运行到最后正常结束

程序使用System.exit()结束程序

程序遇到未捕获的异常或者错误而结束

程序平台强制结束了JVM进程

类的加载

首先将类的class文件读入内存，创建一个java.lang.class对象。

类的连接

当类被加载之后，系统会生成一个对应的Class对象，接着把类的二进制数据合并到JRE中

类的初始化

虚拟机对类进行初始化，主要是静态Field进行初始化

2.类加载器

类加载器负责将.class文件加载到内存中，并生成java.lang.class对象。

类加载机制

全盘负责：当一个雷加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由此类加载器负责载入

父类委托：先让parent类加载器试图加载该Class

缓存机制：缓存机制会保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序需要使用某个Class时，类加载器先从缓存区找，当缓存区不存在该Class对象，系统才会读取该类对应的二进制数据，转换成Class对象，存入缓存区。这也就是为什么修改了Class，不许重新启动JVM，程序新修改才会生效。

这个例子可以获取根类加载器的核心类库：

public class ClassLoaderPropTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        ClassLoader systemLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();

        System.out.println("系统类加载器：" + systemLoader);

        Enumeration<URL> eml = systemLoader.getResources("");

        while (eml.hasMoreElements())
        {
            System.out.println(eml.nextElement());
        }
        ClassLoader extensionLoader = systemLoader.getParent();

        System.out.println("拓展类加载器：" + extensionLoader);

        System.out.println("拓展类加载器的加载路径" + System.getProperty("java.ext.dirs"));

        System.out.println("拓展类加载器的Parent:" + extensionLoader.getParent());
    }
}

打印结果：

系统类加载器：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
file:/IdeaProject/out/production/IdeaProject/
拓展类加载器：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@60e53b93
拓展类加载器的加载路径/Users/blue/Library/Java/Extensions:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_111.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext:/Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions:/System/Library/Java/Extensions:/usr/lib/java
拓展类加载器的Parent:null

Extension Classloader被称为扩展类加载器，负责加载JRE的拓展目录中JAR包的类

从上面结果可以看出，系统类加载器的家在路径是当前程序运行路径，拓展类加载器的加载路径是jdk路径，但是拓展类加载器的父加载器是null，说明并不是根类加载器。

最后总结一下类加载器加载Class的步骤

检测Class是否再如果，如果有-> step 8
如果父类加载器不存在-> step 4，如果父类加载器存在-> step 3
请求使用父类加载器去载入Class，成功-> step 8，失败-> step 5
请求使用跟雷加载器载入Class，成功-> step 8，失败-> step 5
当前类加载器尝试寻找Class文件，找到-> step 6，失败-> step 7
从文件中载入Class,成功-> step 8
抛出ClassNotFound异常
返回java.lang.class对象

3.通过反射查看类信息

获得Class对象

由于每个类被加载后，系统都会生成一个对应的Class对象，通过该Class对象就可以访问到JVM中的这个类，获得Class对象的方式如下:

使用Class类的forName(String clazzName)方法，参数是某个类的全限定类名
使用某个类的class属性获取对应的Class对象，例如：Person.class
使用某个对象的getClass(0方法

从Class中获取信息

大致包含了以下几个方法：

Constructor getConstructor(Class<?>…parameterTypes):返回指定构造器
Constructor<?>[] getConstructors():返回此类所有构造器
Method getMethod(String name,Class<?>…parameterTypes):返回指定方法
Method[] getMethods():返回此类所有public方法
Field getField(String name):返回此类指定Field
Field{} getFields():返回此类所有public Field
…

4.利用反射生成并操作对象

创建对象

通过反射来生成对象有以下两种方式：

使用Class对象的newInstance()方法
先使用Class对象获取指定的Constructor对象,在调用Constructor对象的newInstance()方法。

举个例子：

private Object createObject(String className) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {

    Class<?> clazz = Class.forName(className);
    return clazz.newInstance();
}

调用方法

生成对象后，就可以通过getMethod()方法或者getMethods()方法来获取方法。

再通过invoke()方法来执行

访问属性值

通过getFields()或者getField()方法可以获取Class对象的Field。可以用以下两组方法来读取或者设置Field值

getXxx(Object obj):获取Field的属性值
setXxx(Object obj, Xxx val)：将obj对象的Field设置成val值