类加载器，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");
      }
  
      @Override
      public 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 getConstructor(Class<?>… parameterTypes)	返回单个公共构造方法对象
  Constructor 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

  // 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, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
          //T newInstance(Object... initargs)：根据指定的构造方法创建对象
          //method1();
          //method2();
          //method3();
          //method4();
  
      }
  
      private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
          //获取一个私有的构造方法并创建对象
          //1.获取class对象
          Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
  
          //2.获取一个私有化的构造方法.
          Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
  
          //被private修饰的成员,不能直接使用的
          //如果用反射强行获取并使用,需要临时取消访问检查
          constructor.setAccessible(true);
  
          //3.直接创建对象
          Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan");
  
          System.out.println(student);
      }
  
      private static void method3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
          //简写格式
          //1.获取class对象
          Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
  
          //2.在Class类中,有一个newInstance方法,可以利用空参直接创建一个对象
          Student student = (Student) clazz.newInstance();//这个方法现在已经过时了,了解一下
  
          System.out.println(student);
      }
  
      private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
          //1.获取class对象
          Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
  
          //2.获取构造方法对象
          Constructor constructor = clazz.getConstructor();
  
          //3.利用空参来创建Student的对象
          Student student = (Student) constructor.newInstance();
  
          System.out.println(student);
      }
  
      private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
          //1.获取class对象
          Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
  
          //2.获取构造方法对象
          Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
  
          //3.利用newInstance创建Student的对象
          Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan", 23);
  
          System.out.println(student);
      }
  }
  

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;
  
      @Override
      public 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show
          Method 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function2
          Method 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function1
          Method 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  function4
          Method 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);
      }
  }