类加载器和反射的应用

类的加载

当程序要使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过加载,连接,初始化三步来实现对这个类进行初始化。

①加载

就是指将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。(字节码对象)

任何类被使用时系统都会建立一个Class对象

②连接

验证 是否有正确的内部结构,并和其他类协调一致

准备 负责为类的静态成员分配内存,并设置默认初始化值

解析 将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用

③初始化

就是我们以前讲过的初始化步骤

类初始化时机

1. 创建类的实例

2. 类的静态变量,或者为静态变量赋值

3. 类的静态方法

4. 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

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

类加载器

负责将.class文件加载到内存中,并为之生成对应的Class对象。

虽然我们不需要关心类加载机制,但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行

类加载器的组成

①Bootstrap ClassLoader 根类加载器

也被称为引导类加载器,负责Java核心类的加载

比如System,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中

②Extension ClassLoader 扩展类加载器

负责JRE的扩展目录中jar包的加载。

在JDK中JRE的lib目录下ext目录

③System ClassLoader 系统类加载器

负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件,以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径。

反射

概述:

JAVA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一个方法和属性;这种动态获取

的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象

Class

Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。

获取Class对象的三种方式:

方式一:

通过Object类中的getObject()方法

Person p=new Person();
Class c=p.getClass();
System.out.println(c);

方式二: 

通过 类名.class 获取到字节码文件对象(任意数据类型都具备一个class静态属性,看上去要比第一种方式简单)。

Class c1=Person.class;

方式三: 

通过Class类中的方法(将类名作为字符串传递给Class类中的静态方法forName即可)。

Class c2=Class.forName("com.oracle.demo.Person");
System.out.println(c2);

注意:

第三种和前两种的区别:

前两种你必须明确Person类型。

后面是指定这种类型的字符串就行.这种扩展更强.我不需要知道你的类.我只提供字符串,按照配置文件加载就可以了。

通过反射获取构造方法并使用

在反射机制中,把类中的成员(构造方法、成员方法、成员变量)都封装成了对应的类进行表示。

其中,构造方法使用类Constructor表示。可通过Class类中提供的方法获取构造方法:

1、返回一个构造方法

  ①public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取public修饰, 指定参数类型所对应的构造方法

  ②public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取指定参数类型所对应的构造方法(包含私有的)

2、返回多个构造方法

  ①public Constructor<?>[] getConstructors() 获取所有的public 修饰的构造方法

  ②public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法(包含私有的)

通过反射方式,获取构造方法,创建对象

获取构造方法,步骤如下:

1. 获取到Class对象

2. 获取指定的构造方法

3. 通过构造方法类Constructor中的方法,创建对象

  public T newInstance(Object... initargs)

演示:

public static void method2() throws Exception{
    //获取字节码文件对象
    Class c=Class.forName("com.oracle.demo.Person");
    //获取非私有构造方法数组
    Constructor [] cons=c.getConstructors();
    for(Constructor con:cons){
        System.out.println(con);
    }
    //获取空参构造
    Constructor con=c.getConstructor();
    System.out.println(con);
    //使用空参构造创建对象
    Object obj=con.newInstance();//多态,相当于new person
    Person p=(Person)obj;
    p.eat();
    System.out.println(obj);
    //获取有参构造方法并调用
    Constructor con1=c.getConstructor(String.class,int.class);
    System.out.println(con1);
    Object obj1=con1.newInstance("张三",18);
    System.out.println(obj1);
    //针对空参构造有一个快速创建对象的方式
    //前提:
    //1、Person类中必须有空参构造方法
    //2、空参构造方法必须是public修饰
    Object obj2=c.newInstance();
    System.out.println(obj2);
}

通过反射方式,获取私有构造方法,创建对象

AccessibleObject 类是 Field、Method 和 Constructor 对象的父类。它提供了将反射的对象标记为在使用时取消默认 Java 语言访问控制检查的能力

l public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException 

参数值为 true 则指示反射的对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查。参数值为 false 则指示反射的对象应该实施 Java 语言访问检查。

获取私有构造方法,步骤如下:

1. 获取到Class对象

2. 获取指定的构造方法

3. 暴力访问, 通过setAccessible(boolean flag)方法

4. 通过构造方法类Constructor中的方法,创建对象

public T newInstance(Object... initargs)

使用私有构造方法演示:

//获取私有构造方法(暴力反射    不推荐使用)
//它破坏了程序的封装性和安全性
public static void method3() throws Exception{
    //获取字节码文件对象
    Class c=Class.forName("com.oracle.demo.Person");
    //获取所有构造方法数组
    Constructor [] cons=c.getDeclaredConstructors();
    for(Constructor con:cons){
        System.out.println(con);
    }
    //获取私有构造方法并使用
    Constructor con=c.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
    con.setAccessible(true);//取消JAVA语言检查
    System.out.println(con);
    Object obj=con.newInstance(18,"李四");
    System.out.println(obj);
}

通过反射获取成员变量并使用

在反射机制中,把类中的成员变量使用类Field表示。可通过Class类中提供的方法获取成员变量:

1、返回一个成员变量

  ①public Field getField(String name) 获取指定的 public修饰的变量

  ②public Field getDeclaredField(String name) 获取指定的任意变量

2、返回多个成员变量

  ①public Field[] getFields() 获取所有public 修饰的变量

  ②public Field[] getDeclaredFields() 获取所有的 变量 (包含私有)

通过反射,创建对象,获取制指定的成员变量,进行赋值与获取值操作

获取成员变量,步骤如下:

1. 获取Class对象

2. 获取构造方法

3. 通过构造方法,创建对象

4. 获取指定的成员变量(私有成员变量,通过setAccessible(boolean flag)方法暴力访问)

5. 通过方法,给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值

  ①public void set(Object obj, Object value)

    在指定对象obj中,将此 Field 对象表示的成员变量设置为指定的新值

  ②public Object get(Object obj)

    返回指定对象obj中,此 Field 对象表示的成员变量的值

演示:

public static void method4() throws Exception{
    //获取字节码文件对象
    Class c=Class.forName("com.oracle.demo.Person");
    Object obj=c.newInstance();
    //获取公共成员变量并使用
    Field field=c.getField("name");
    //设置
    field.set(obj, "张三");
    System.out.println(obj);
    //获取
    System.out.println(field.get(obj));
}

通过反射获取成员方法并使用

在反射机制中,把类中的成员方法使用类Method表示。可通过Class类中提供的方法获取成员方法:

1、返回获取一个方法:

  ①public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

  获取public 修饰的方法

  ②public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

  获取任意的方法,包含私有的

  参数1: name 要查找的方法名称; 参数2: parameterTypes 该方法的参数类型

2、返回获取多个方法:

  ①public Method[] getMethods() 获取本类与父类中所有public 修饰的方法

  ②public Method[] getDeclaredMethods() 获取本类中所有的方法(包含私有的)

通过反射,创建对象,调用指定方法

1. 获取Class对象

2. 获取构造方法

3. 通过构造方法,创建对象

4. 获取指定的方法

5. 执行找到的方法

  public Object invoke(Object obj,  Object... args) 

  执行指定对象obj中,当前Method对象所代表的方法,方法要传入的参数通过args指定。

演示:

public static void method5() throws Exception{
    //获取字节码文件对象
    Class c=Class.forName("com.oracle.demo.Person");
    Object obj=c.newInstance();
    //获取空参成员方法并运行
    Method method=c.getMethod("eat");
    method.invoke(obj);
    //获取有参成员方法并运行
    Method method1=c.getMethod("sleep",String.class);
    method1.invoke(obj, "张三");
}

泛型擦除

问题:

将已存在的ArrayList<Integer>集合中添加一个字符串数据,如何实现呢?

其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的,这种现象我们称为泛型的擦除。

那么,我们可以通过反射技术,来完成向有泛型约束的集合中,添加任意类型的元素

演示:

public class demo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception, Exception {
        //泛型擦除
        ArrayList<String> arr=new ArrayList<String>();
        arr.add("1");
        Class c=arr.getClass();
        //找到add()方法
        Method method=c.getMethod("add", Object.class);
        //执行add()方法
        method.invoke(arr, 6.6);
        System.out.println(arr);
    }
}

反射配置文件

通过反射配置文件,运行配置文件中指定类的对应方法

读取config.txt文件中的数据,通过反射技术,来完成Person对象的创建

ClassName=com.oracle.demo1.Student
MethodName=studay

读取配置文件,调用指定类中的对应方法(含步骤):

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //new Person().eat();
    //反射配置文件实现
    //把我们要运行的类和方法,以键值对的形式写在文本中
    //想要运行那个类里面的方法,只需要改配置文件就可以了
    //步骤
    //1、准备配置文件
    //2、IO读取配置文件,reader
    //3、将文件中的键值对保存在properties集合中,键值对就是类名和方法名
    //4、通过反射获取指定类的Class文件对象
    //5、通过Class文件对象获取指定方法
    //6、运行方法
    FileReader fr=new FileReader("src/config.properties");//找到配置文件
    Properties pro=new Properties();//创建Properties集合
    pro.load(fr);//把配置文件信息写入Properties集合
    String ClassName=pro.getProperty("ClassName");//得到ClassName
    String MethodName=pro.getProperty("MethodName");//得到MethodName
    Class c=Class.forName(ClassName);//通过完整的包名.类名得到配置文件中指定的类的字节码对象
    Object obj=c.newInstance();//创建该类的对象
    Method method=c.getMethod(MethodName);//找到当前Method对象
    method.invoke(obj);//执行指定对象obj中,当前Method对象所代表的方法
}

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转载自www.cnblogs.com/Ace-suiyuan008/p/9560436.html