| 文档版本 | 开发工具 | 测试平台 | 工程名字 | 日期 | 作者 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V1.0 | 2016.04.05 | lutianfei | none |
[TOC]
第十三章 类加载器和反射
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。-
加载
- 就是指将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。
- 任何类被使用时系统都会建立一个Class对象。
-
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
-
初始化 就是我们以前讲过的初始化步骤
类初始化时机
- 创建类的实例
- 访问类的静态变量，或者为静态变量赋值
- 调用类的静态方法
- 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
- Bootstrap ClassLoader 根类加载器
- Extension ClassLoader 扩展类加载器
- Sysetm ClassLoader 系统类加载器
类加载器的作用
- Bootstrap 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
- 也被称为引导类加载器，负责Java核心类的加载
- Extension 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
- 负责JRE的扩展目录中jar包的加载。
- Sysetm 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
- 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。
通过反射获取构造方法并使用
- 获取构造方法
- getConstructors
- getDeclaredConstructors
- 创建对象
- newInstance()
- con.newInstance(“zhangsan", 20);
- 获取所有成员
- getFields,getDeclaredFields
- 获取单个成员
- getField,getDeclaredField
- 修改成员的值
- set(Object obj,Object value)
- 将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。
- set(Object obj,Object value)
- 获取所有方法
- getMethods
- getDeclaredMethods
- 获取单个方法
- getMethod
- getDeclaredMethod
- 暴力访问
- method.setAccessible(true);
-
获取class文件对象的方式：
- A:Object类的getClass()方法
- B:数据类型的静态属性class
- C:Class类中的静态方法
- public static Class forName(String className)
-
一般我们使用谁呢?
- A:自己玩 任选一种，第二种比较方便
- B:开发 第三种
- 为什么呢?因为第三种是一个字符串，而不是一个具体的类名。这样我们就可以把这样的字符串配置到配置文件中。
通过反射获取无参构造方法并使用
/*
* 反射：就是通过class文件对象，去使用该文件中的成员变量，构造方法，成员方法。
* Class类：
* 成员变量 Field
* 构造方法 Constructor
* 成员方法 Method
*
*/
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// 方式1
Person p = new Person();
Class c = p.getClass();
Person p2 = new Person();
Class c2 = p2.getClass();
System.out.println(p == p2);// false
System.out.println(c == c2);// true
// 方式2
Class c3 = Person.class;
// int.class;
// String.class;
System.out.println(c == c3);
// 方式3
// ClassNotFoundException
Class c4 = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
System.out.println(c == c4);
}
}
public class Person {
private String name;
int age;
public String address;
public Person() {
}
private Person(String name) {
this.name = name;
}
Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Person(String name, int age, String address) {
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
public void show() {
System.out.println("show");
}
public void method(String s) {
System.out.println("method " + s);
}
public String getString(String s, int i) {
return s + "---" + i;
}
private void function() {
System.out.println("function");
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address
+ "]";
}
}
- 通过反射获取无参构造方法的使用
/*
* 通过反射获取构造方法并使用。
*/
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取字节码文件对象
Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
// 获取构造方法
// public Constructor[] getConstructors():所有公共构造方法
// public Constructor[] getDeclaredConstructors():所有构造方法
// Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
// for (Constructor con : cons) {
// System.out.println(con);
// }
// 获取单个构造方法
// public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)
// 参数表示的是：你要获取的构造方法的构造参数个数及数据类型的class字节码文件对象
Constructor con = c.getConstructor();// 返回的是构造方法对象
// Person p = new Person();
// System.out.println(p);
// public T newInstance(Object... initargs)
// 使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例，并用指定的初始化参数初始化该实例。
Object obj = con.newInstance();
System.out.println(obj);
// Person p = (Person)obj;
// p.show();
}
}
- 获取带参构造方法
/*
* 需求：通过反射去获取该构造方法并使用：
* public Person(String name, int age, String address)
*
* Person p = new Person("林青霞",27,"北京");
* System.out.println(p);
*/
public class ReflectDemo2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取字节码文件对象
Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
// 获取带参构造方法对象
// public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)
Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class,
String.class);
// 通过带参构造方法对象创建对象
// public T newInstance(Object... initargs)
Object obj = con.newInstance("林青霞", 27, "北京");
System.out.println(obj);
}
}
- 获取私有构造方法并使用
/*
* 需求：通过反射获取私有构造方法并使用
* private Person(String name){}
*
* Person p = new Person("风清扬");
* System.out.println(p);
*/
public class ReflectDemo3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取字节码文件对象
Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
// 获取私有构造方法对象
// NoSuchMethodException：每有这个方法异常
// 原因是一开始我们使用的方法只能获取公共的，下面这种方式就可以了。
Constructor con = c.getDeclaredConstructor(String.class);
// 用该私有构造方法创建对象
// IllegalAccessException:非法的访问异常。
// 暴力访问
con.setAccessible(true);// 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。
Object obj = con.newInstance("风清扬");
System.out.println(obj);
}
}
- 获取成员变量并使用
/*
* 通过反射获取成员变量并使用
*/
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取字节码文件对象
Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
// 获取所有的成员变量
// Field[] fields = c.getFields();
// Field[] fields = c.getDeclaredFields();
// for (Field field : fields) {
// System.out.println(field);
// }
/*
* Person p = new Person(); p.address = "北京"; System.out.println(p);
*/
// 通过无参构造方法创建对象
Constructor con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
System.out.println(obj);
// 获取单个的成员变量
// 获取address并对其赋值
Field addressField = c.getField("address");
// public void set(Object obj,Object value)
// 将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。
addressField.set(obj, "北京"); // 给obj对象的addressField字段设置值为"北京"
System.out.println(obj);
// 获取name并对其赋值
// NoSuchFieldException
Field nameField = c.getDeclaredField("name");
// IllegalAccessException
nameField.setAccessible(true);
nameField.set(obj, "林青霞");
System.out.println(obj);
// 获取age并对其赋值
Field ageField = c.getDeclaredField("age");
ageField.setAccessible(true);
ageField.set(obj, 27);
System.out.println(obj);
}
}
- 获取无参无返回值成员方法并使用
- 获取带参数返回值成员方法并使用
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取字节码文件对象
Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
// 获取所有的方法
// Method[] methods = c.getMethods(); // 获取自己的包括父亲的公共方法
// Method[] methods = c.getDeclaredMethods(); // 获取自己的所有的方法
// for (Method method : methods) {
// System.out.println(method);
// }
Constructor con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
/*
* Person p = new Person(); p.show();
*/
// 获取单个方法并使用
// public void show()
// public Method getMethod(String name,Class... parameterTypes)
// 第一个参数表示的方法名，第二个参数表示的是方法的参数的class类型
Method m1 = c.getMethod("show");
// obj.m1(); // 错误
// public Object invoke(Object obj,Object... args)
// 返回值是Object接收,第一个参数表示对象是谁，第二参数表示调用该方法的实际参数
m1.invoke(obj); // 调用obj对象的m1方法
System.out.println("----------");
// public void method(String s)
Method m2 = c.getMethod("method", String.class);
m2.invoke(obj, "hello");
System.out.println("----------");
// public String getString(String s, int i)
Method m3 = c.getMethod("getString", String.class, int.class);
Object objString = m3.invoke(obj, "hello", 100);
System.out.println(objString);
// String s = (String)m3.invoke(obj, "hello",100);
// System.out.println(s);
System.out.println("----------");
// private void function()
Method m4 = c.getDeclaredMethod("function");
m4.setAccessible(true);
m4.invoke(obj);
}
}
反射应用举例
- 通过配置文件运行类中的方法
public class Student {
public void love() {
System.out.println("爱生活,爱Java");
}
}
public class Teacher {
public void love() {
System.out.println("爱生活,爱青霞");
}
}
public class Worker {
public void love() {
System.out.println("爱生活,爱老婆");
}
}
/*
* 通过配置文件运行类中的方法
*
* 反射：
* 需要有配置文件配合使用。
* 用class.txt代替。
* 并且你知道有两个键。
* className
* methodName
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 反射前的做法
// Student s = new Student();
// s.love();
// Teacher t = new Teacher();
// t.love();
// Worker w = new Worker();
// w.love();
// 反射后的做法
// 加载键值对数据
Properties prop = new Properties();
FileReader fr = new FileReader("class.txt");
prop.load(fr);
fr.close();
// 获取数据
String className = prop.getProperty("className");
String methodName = prop.getProperty("methodName");
// 反射
Class c = Class.forName(className);
Constructor con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
// 调用方法
Method m = c.getMethod(methodName);
m.invoke(obj);
}
}
- 我给你
ArrayList的一个对象，我想在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？
public class ArrayListDemo {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException,
SecurityException, IllegalAccessException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
// 创建集合对象
ArrayList array = new ArrayList();
// array.add("hello");
// array.add(10);
Class c = array.getClass(); // 集合ArrayList的class文件对象
Method m = c.getMethod("add", Object.class);
m.invoke(array, "hello"); // 调用array的add方法，传入的值是hello
m.invoke(array, "world");
m.invoke(array, "java");
System.out.println(array);
}
}
- 写一个方法，
- public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value){}，
- 此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value。
public class Tool {
public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value)
throws NoSuchFieldException, SecurityException,
IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
// 根据对象获取字节码文件对象
Class c = obj.getClass();
// 获取该对象的propertyName成员变量
Field field = c.getDeclaredField(propertyName);
// 取消访问检查
field.setAccessible(true);
// 给对象的成员变量赋值为指定的值
field.set(obj, value);
}
}
public class ToolDemo {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException,
SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
Person p = new Person();
Tool t = new Tool();
t.setProperty(p, "name", "林青霞");
t.setProperty(p, "age", 27);
System.out.println(p);
System.out.println("-----------");
Dog d = new Dog();
t.setProperty(d, "sex", '男');
t.setProperty(d, "price", 12.34f);
System.out.println(d);
}
}
class Dog {
char sex;
float price;
@Override
public String toString() {
return sex + "---" + price;
}
}
class Person {
private String name;
public int age;
@Override
public String toString() {
return name + "---" + age;
}
}
动态代理
-
代理：本来应该自己做的事情，却请了别人来做，被请的人就是代理对象。
- 举例：春季回家买票让人代买
-
动态代理：在程序运行过程中产生的这个对象
- 而程序运行过程中产生对象其实就是我们刚才反射讲解的内容，所以，动态代理其实就是通过反射来生成一个代理。
在Java中
java.lang.reflect包下提供了一个Proxy类和一个InvocationHandler接口，通过使用这个类和接口就可以生成动态代理对象。JDK提供的代理只能针对接口做代理。我们有更强大的代理cglib。-
Proxy类中的方法创建动态代理类对象
- public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h)
- 最终会调用
InvocationHandler的方法- Object
invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)
- Object
- 最终会调用
- public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h)
-
Proxy类中创建动态代理对象的方法的三个参数:-
ClassLoader对象，定义了由哪个ClassLoader对象 来对 生成的 代理对象进行加载。 -
Interface对象的数组，表示的是 我将要 给 我需要代理的对象 提供一组什么接口，如果我提供了一组接口给它，那么这个代理对象就宣称实现了该接口(多态)，这样我就能调用这组接口中的方法了。 -
InvocationHandler对象，表示的是 当我这个动态代理对象 在调用方法的时候，会关联到哪一个InvocationHandler对象上。
-
每一个动态代理类都必须要实现InvocationHandler这个接口，并且每个代理类的实例都关联到了一个handler，当我们通过代理对象调用一个方法的时候，这个方法的调用就会被转发为由InvocationHandler这个接口的invoke方法来进行调用。
-
InvocationHandler接口中invoke方法的三个参数：
-
proxy:代表动态代理对象 -
method:代表正在执行的方法 -
args:代表调用目标方法时传入的实参
-
-
Proxy.newProxyInstance- 创建的代理对象是在jvm运行时动态生成的一个对象，它并不是我们的InvocationHandler类型，也不是我们定义的那组接口的类型，而是在运行是动态生成的一个对象，并且命名方式都是这样的形式，以$开头，proxy为中，最后一个数字表示对象的标号。
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object target; // 目标对象
public MyInvocationHandler(Object target) {
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
System.out.println("权限校验");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("日志记录");
return result; // 返回的是代理对象
}
}
public interface StudentDao {
public abstract void login();
public abstract void regist();
}
public class StudentDaoImpl implements StudentDao {
@Override
public void login() {
System.out.println("登录功能");
}
@Override
public void regist() {
System.out.println("注册功能");
}
}
/*
* 用户操作接口
*/
public interface UserDao {
public abstract void add();
public abstract void delete();
public abstract void update();
public abstract void find();
}
public class UserDaoImpl implements UserDao {
@Override
public void add() {
System.out.println("添加功能");
}
@Override
public void delete() {
System.out.println("删除功能");
}
@Override
public void update() {
System.out.println("修改功能");
}
@Override
public void find() {
System.out.println("查找功能");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
UserDao ud = new UserDaoImpl();
ud.add();
ud.delete();
ud.update();
ud.find();
System.out.println("-----------");
// 我们要创建一个动态代理对象
// 我准备对ud对象做一个代理对象
MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(ud);
UserDao proxy = (UserDao) Proxy.newProxyInstance(ud.getClass()
.getClassLoader(), ud.getClass().getInterfaces(), handler);
proxy.add();
proxy.delete();
proxy.update();
proxy.find();
System.out.println("-----------");
StudentDao sd = new StudentDaoImpl();
MyInvocationHandler handler2 = new MyInvocationHandler(sd);
StudentDao proxy2 = (StudentDao) Proxy.newProxyInstance(sd.getClass()
.getClassLoader(), sd.getClass().getInterfaces(), handler2);
proxy2.login();
proxy2.regist();
}
}
模版设计模式(抽象类)
- 模版方法模式就是定义一个算法的骨架，而将具体的算法延迟到子类中来实现
- 优点
- 使用模版方法模式，在定义算法骨架的同时，可以很灵活的实现具体的算法，满足用户灵活多变的需求
- 缺点
- 如果算法骨架有修改的话，则需要修改抽象类
public class ForDemo extends GetTime {
@Override
public void code() {
for (int x = 0; x < 100000; x++) {
System.out.println(x);
}
}
}
public abstract class GetTime {
// 需求：请给我计算出一段代码的运行时间
public long getTime() {
long start = System.currentTimeMillis();
code();
long end = System.currentTimeMillis();
return end - start;
}
public abstract void code();
}
public class GetTimeDemo {
public static void main(String[] args) {
// GetTime gt = new GetTime();
// System.out.println(gt.getTime() + "毫秒");
GetTime gt = new ForDemo();
System.out.println(gt.getTime() + "毫秒");
gt = new IODemo();
System.out.println(gt.getTime() + "毫秒");
}
}
public class IODemo extends GetTime{
@Override
public void code() {
try {
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(
new FileInputStream("a.avi"));
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream("b.avi"));
byte[] bys = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
bos.write(bys, 0, len);
}
bos.close();
bis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
装饰设计模式
- 装饰模式就是使用被装饰类的一个子类的实例，在客户端将这个子类的实例交给装饰类。是继承的替代方案
- 优点
- 使用装饰模式，可以提供比继承更灵活的扩展对象的功能，它可以动态的添加对象的功能，并且可以随意的组合这些功能
- 缺点
- 正因为可以随意组合，所以就可能出现一些不合理的逻辑
public interface Phone {
public abstract void call();
}
public class IPhone implements Phone {
@Override
public void call() {
System.out.println("手机可以打电话了");
}
}
public class MusicPhoneDecorate extends PhoneDecorate {
public MusicPhoneDecorate(Phone p) {
super(p);
}
@Override
public void call() {
super.call();
System.out.println("手机可以听音乐");
}
}
public class RingPhoneDecorate extends PhoneDecorate {
public RingPhoneDecorate(Phone p) {
super(p);
}
@Override
public void call() {
System.out.println("手机可以听彩铃");
super.call();
}
}
public abstract class PhoneDecorate implements Phone {
private Phone p;
public PhoneDecorate(Phone p) {
this.p = p;
}
@Override
public void call() {
this.p.call();
}
}
public class PhoneDemo {
public static void main(String[] args) {
Phone p = new IPhone();
p.call();
System.out.println("------------");
// 需求：我想在接电话前，听彩铃
PhoneDecorate pd = new RingPhoneDecorate(p);
pd.call();
System.out.println("------------");
// 需求：我想在接电话后，听音乐
pd = new MusicPhoneDecorate(p);
pd.call();
System.out.println("------------");
// 需求：我要想手机在接前听彩铃，接后听音乐
// 自己提供装饰类，在打电话前听彩铃，打电话后听音乐
pd = new RingPhoneDecorate(new MusicPhoneDecorate(p));
pd.call();
System.out.println("----------");
// 想想我们在IO流中的使用
// InputStream is = System.in;
// InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
// BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter((new OutputStreamWriter(
System.out)));
Scanner sc = new Scanner(System.in);
}
}