JAVA---枚举类、类的加载

一、重点知识

静态方法区中的内存空间小,只会随着类的消失而消失,而类jvm结束他才消失

单例模式目的是避免静态的缺点

通过静态方法创建对象的好处是,体现了封装的思想,而且我们可以控制,在方法内设置条件,设置可创建对象的个数

懒汉式可以不考虑线程安全问题,因为多加线程同步会降低效率,用在框架中是单线程的去创建对象就不会有安全问题了。

饿汉式不能把属性直接设置为public的原因,是因为设置为public,就没有封装性了,外界就可以对这个属性进行操作了,如果外界把属性赋值为null,就存在安全问题了
解决方法可以加final,但是一旦加了fianl就成了常量,放入常量池中了,常量池中也不能乱放数据,所以也有弊端

java中逗号表并列的意思

枚举:多例的简写形式

枚举会自动私有化构造方法

枚举类不能用abstract修饰

枚举类的枚举项必须放在首行,也就是第一部分

枚举类也是可以有抽象方法的,但是枚举项必须重写抽象方法

引用数据类型有五种

类、数组、接口、枚举、注解

垃圾回收机制,先扫描标记,再清理

标记清理算法基本没人用

不会加载类的情况
实例化只声明没new

引导类加载器,是底层c代码写得,不是别人加载的

类的加载器的双亲委派机制目的是为了保证类的唯一性

泛型只在编译期生效,一旦到了运行时,就不存在了

二、重点问题

1、javaNIO传输总结

[https://www.cnblogs.com/qhyuan1992/p/5385275.html]

2、枚举类在switch中的应用

https://www.jianshu.com/p/3751935c52ac

[https://www.cnblogs.com/Jeremy2001/p/10782819.html]

3、垃圾回收算法中,引用计数算法详解

[https://www.cnblogs.com/igoodful/p/8727241.html]

三、课堂知识

单例模式

  • 编程中出现了一个问题
  • 如果让一个类在java内存中只创建一个对象 ?
  1. 懒汉式/饱汉式

    //懒汉式   饱汉式 
    public class MyTool {
    
     private static MyTool myTool = null;
     //私有话构造方法, 让使用者无法new对象
     //这样使用者就没有办法创建多个对象了
     private MyTool(){}
     //提供一个静态方法, 使用者调用这个方法可以获取对象
     //这样,我们就可以控制创建的对象了
     public static MyTool getInstance(){
         //第一次访问时,发现变量中没有记录对象, 就新建对象
         //如果已经创建过对象,就直接返回
         if(myTool==null){
             myTool = new MyTool();
         }
         
         return myTool; 
     }
     
     public String encoding(String str){
         
         return "";
     }
    }
    
    
  2. 饿汉式

    //饿汉式
    public class MyTool2 {
    
     private static MyTool2 myTool = new MyTool2();
     //私有话构造方法, 让使用者无法new对象
     //这样使用者就没有办法创建多个对象了
     private MyTool2(){}
     //提供一个静态方法, 使用者调用这个方法可以获取对象
     //这样,我们就可以控制创建的对象了
     public static MyTool2 getInstance(){
         
         return myTool; 
     }
     
     public String encoding(String str){
         
         return "";
     }
    }
    
    
    //饿汉式
    public class MyTool3 {
    
     public static final MyTool3 MY_TOOL = new MyTool3();
     //私有话构造方法, 让使用者无法new对象
     //这样使用者就没有办法创建多个对象了
     private MyTool3(){}
    
     
     public String encoding(String str){
         
         return "";
     }
    }
    
  3. 实现步骤

    • 私有化构造方法
    • 自己创建对象并记录住
    • 保证这个变量的安全
  4. 总结

    • 优点 : 节省静态方法区的内存, 使用时效率高
    • 缺点 : 相对于静态来说, 效率还是要低一些

一. 枚举

  1. 定义

    • 枚举是一个概念,列举的意思,将所有的情况都列举出来那么取值的时候只能是这几种情况的一种,不能是别的
    • 在Java中枚举可以理解为有限制的多例,在当前类中定义多个实例供别人使用
  2. 应用场景

    • 一个星期只有七天, 我们就可以把这些字符串装在一个数组或者集合中供我们使用(这也是枚举), 但是, 扩展性非常差, 比如, 我们想显示英文的就必须重写一次, 使用枚举类来实现, 就是将变量放到一个类中,然后有限制的定义几个对象使用
  3. 格式

    空参构造的枚举类(没有意义)

    public  class Week {
     
     public static final Week MON = new Week();
     public static final Week TUE = new Week();
     public static final Week WED = new Week();
     public static final Week THU = new Week();
     public static final Week FRI = new Week();
     public static final Week SAT = new Week();
     public static final Week SUN = new Week();
    }
    
    • 有参构造的枚举类

      public  class Week {
         
         public static final Week MON = new Week("星期一");
         public static final Week TUE = new Week("星期二");
         public static final Week WED = new Week("星期三");
         public static final Week THU = new Week("星期四");
         public static final Week FRI = new Week("星期五");
         public static final Week SAT = new Week("星期六");
         public static final Week SUN = new Week("星期日");
         private String name;
         //私有化构造
         private Week(String name){
             this.name = name;
         }
         //提供getter方法,便于别人使用
         public String getName() {
             return name;
         }
      
      }
      
  • 有方法的枚举类

    public  class Week {
       
       public static final Week MON = new Week("星期一");
       public static final Week TUE = new Week("星期二");
       public static final Week WED = new Week("星期三");
       public static final Week THU = new Week("星期四");
       public static final Week FRI = new Week("星期五");
       public static final Week SAT = new Week("星期六");
       public static final Week SUN = new Week("星期日");
       public String name;
       //私有化构造
       private Week(String name){
           this.name = name;
       }
       //提供getter方法,便于别人使用
       public String getName() {
           return name;
       }
       //提供特殊方法
       public  void show(){
           System.out.println("今天是"+name);
       }
    }
    
  • 包含抽象方法的枚举类

    public abstract class Week {
       
       private static final Week MON = new Week("星期一"){
           public  void show(){
               System.out.println("星期一好难受");
           }
           
       };
       private static final Week TUE = new Week("星期二"){
           public  void show(){
               System.out.println("星期二晕晕乎乎");
           }
           
       };
       private static final Week WED = new Week("星期三"){
           public  void show(){
               System.out.println("咦,星期三了...");
           }
           
       };
       private static final Week THU = new Week("星期四"){
           public  void show(){
               System.out.println("赶紧,赶紧,今天快点结束");
           }
           
       };
       private static final Week FRI = new Week("星期五"){
           public  void show(){
               System.out.println("哇,好棒,星期五了");
           }
           
       };
       private static final Week SAT = new Week("星期六"){
           public  void show(){
               System.out.println("睡的真舒服");
           }
           
       };
       private static final Week SUN = new Week("星期日"){
           public  void show(){
               System.out.println("好开心哦, 时间慢慢走哈");
           }
           
       };
       private String name;
       //私有化构造
       private Week(String name){
           this.name = name;
       }
       //提供getter方法,便于别人使用
       public String getName() {
           return name;
       }
       
       public abstract void show();
    }
    
  1. 注意事项

    • 枚举多用于将一组信息装载到一个对象中
  2. 测试题

    • 使用枚举模拟扑克牌的制作牌的过程

二. enum关键字的枚举(jdk1.5)

  1. 定义

    • jdk1.5推出了enum关键字来帮助我们简化格式
    • 省略了static final 关键字和创建对象
    • enum关键字还能对格式进行检查
  2. 演示

    public enum Week2 {
     //定义变量,指向对象
     MON("星期一") ,TUE("星期二") ,WED("星期三") ,THU("星期四") ,FRI("星期五") ,SAT("星期六") ,SUN("星期日") ;
     
     String name ;
     //私有化构造
     private Week2(String name){
         this.name = name;
     }
    
     public String getName() {
         return name;
     }
    }
    
  3. 注意事项

    • 定义枚举类要用关键字enum
    • 所有枚举类都是Enum的子类
    • 枚举类的第一行上必须是枚举项,最后一个枚举项后的分号是可以省略的,但是如果枚举类有其他的东西,这个分号就不能省略。建议不要省略
    • 枚举类可以有构造器,但必须是private的,它默认的也是private的。
    • 枚举类也可以有抽象方法,但是枚举项必须重写该方法
    • swicth语句可以使用枚举
  4. 案例

    public static void main(String[] args) {
     Week2 week2 = Week2.MON;
     switch (week2) {
     case FRI:
             System.out.println("好高兴哦");
         break;
     case MON:
         System.out.println("过了星期三,越过越心宽");
         break;
     default:
         System.out.println("没有了");
         break;
     }
    }
    
  5. 常用方法

    • int ordinal() 获取枚举项的序号
    • int compareTo(E o) 比较两个枚举项
    • String name() 获取枚举枚举项的名称
    • String toString() 获取枚举项的字符串表现形式
    • T valueOf(Class type,String name) 使用字节码和名称获取枚举项
    • values()
      • 此方法虽然在JDK文档中查找不到,但每个枚举类都具有该方法,它遍历枚举类的所有枚举值非常方便

三. 类加载

  1. 定义
    • 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
  2. 加载的时机(在类真正被使用时)
    • 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
    • 加载某个类的子类
    • 直接使用java.exe命令来运行某个主类

四. 类加载器的概述和分类

  1. 定义

    • 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
  2. 类加载器的分类

    • Bootstrap ClassLoader 根类加载器
    • Extension ClassLoader 扩展类加载器
    • Sysetm ClassLoader 系统类加载器
    • AppClassLoader 应用类加载器
  3. 类加载器的作用

    • BootstrapClassLoader 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
    • ExtensionClassLoader 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
    • SysetmClassLoader 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
    • AppClassLoader 加载其他类
      • 负载一些非核心类和程序猿自己写的类
  4. 演示

    public static void main(String[] args) {
     //获取TestDemo类的类加载器
     System.out.println(TestDemo.class.getClassLoader());
     
    }
    

五. 自定义类加载器

  1. 双亲委派模型

    • 当前类加载器从自己已经加载的类中查询是否此类已经加载,如果已经加载则直接返回原来已经加载的类。
    • 如果没有找到,就去委托父类加载器去加载(如代码c = parent.loadClass(name, false)所示)。父类加载器也会采用同样的策略,查看自己已经加载过的类中是否包含这个类,有就返回,没有就委托父类的父类去加载,一直到根类加载器。因为如果父加载器为空了,就代表使用根类类加载器作为父加载器去加载
    • 如果根类类加载器加载失败(例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class),会使用拓展类加载器来尝试加载,继续失败则会使用AppClassLoader来加载,继续失败则会抛出一个异常ClassNotFoundException,然后再调用当前加载器的findClass()方法进行加载
    1. 好处
      • 主要是为了安全性,避免用户自己编写的类动态替换 Java的一些核心类,比如 String。
      • 同时也避免了类的重复加载,因为 JVM中区分不同类,不仅仅是根据类名,相同的 class文件被不同的 ClassLoader加载就是不同的两个类
    2. 案例演示
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
    private String path;
    public MyClassLoader(String path) {
        super();
        this.path = path;
    }
        @Override
    protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        //读取本地文件
        byte[] bs = getBytes(path);
        //将字节数组装载成Class对象
        Class clazz = this.defineClass(name, bs, 0, bs.length);
        return clazz;
    }
    
    private byte[] getBytes(String path){
        try(
            FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ) {
            byte[] bs = new byte[1024];
            int len ;
            while((len=fis.read(bs))!=-1){
                bos.write(bs, 0, len);
            }
            return bos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            
        }
        return null;
    }
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
    MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:\\Student.class");
    Class clazz = classLoader.findClass("com.qianfeng.Student");
    //Class class1 = Class.forName("com.qianfeng.Student", true, classLoader);
    
    Object obj = clazz.newInstance();
    System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
}

六. 反射

  1. 定义

    • 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
    • 说白了就是获取一个类的骨架
  2. 获取字节码的三种方式

    • 对象.getClass()
    • 类名.class
    • Class类中静态方法forName("类名")
  3. 演示

    public static void main(String[] args) throws Exception {
     Student student = new Student();
     Class clazz1 = student.getClass();
     Class clazz2 = Student.class;
     Class clazz3 = Class.forName("com.qianfeng.Student");
    }
    

七. 反射获取构造函数

  1. 定义

    • Class类的newInstance()方法是使用该类无参的构造函数创建对象
    • 如果一个类没有无参的构造函数, 就不能这样创建了,可以调用Class类的getConstructor(String.class,int.class)方法获取一个指定的构造函数然后再调用Constructor类的newInstance("张三",20)方法创建对象
  2. 演示

    public static void main(String[] args) throws Exception {
     Class clazz =  Class.forName("com.qianfeng.Student");
     Student object = (Student)clazz.newInstance();
     object.method();
     
    }
    
  3. 榨汁机案例

    • 分别有水果(Fruit)苹果(Apple)香蕉(Banana)桔子(Orange)榨汁(squeeze)
    • 根据客户的需求, 随时更换果汁
    interface Fruit {
     public void squeeze();
    }
    
    class Apple implements Fruit {
     public void squeeze() {
         System.out.println("榨出一杯苹果汁儿");
     }
    }
    
    class Orange implements Fruit {
     public void squeeze() {
         System.out.println("榨出一杯桔子汁儿");
     }
    }
    
    class Juicer {
     public void run(Fruit f) {
         f.squeeze();
     }
    
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
     
     //从本地读取配置文件
     BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("config.txt"));
         //创建输入流对象,关联配置文件    
     Class clazz = Class.forName(br.readLine());  //读取配置文件一行内容,获取该类的字节码对象
     Fruit f = (Fruit) clazz.newInstance();      //通过字节码对象创建实例对象
     Juicer j = new Juicer();
     j.run(f);
    }
    

八. 反射获取成员变量

  1. 定义

    • Class.getField(String)方法可以获取类中的指定字段(可见的)
    • 如果是私有的可以用getDeclaedField("name")方法获取
    • 通过get(obj) 和set(obj, "李四")方法可以获取和设置指定对象上该字段的值, obj指的是这个类的对象
    • 如果是私有的需要先调用setAccessible(true)设置访问权限放开
  2. 演示

    public static void main(String[] args) throws Exception {
     Student student = new Student();
     Class clazz = Class.forName("com.qianfeng.Student");
         //获取共有的属性
     Field field = clazz.getField("name");
         //获取所有的属性
     Field field2 = clazz.getDeclaredField("name");
     //取消语言检查
     field2.setAccessible(true);
     //给一个对象的属性设置值
     field2.set(student, "333");
     //获取这个对象的属性的值
     String str= (String) field2.get(student);
     System.out.println(str);
     
    }
    
  3. 测试题

    • 需求: 写一个方法, 通过此方法可以给任意对象的任意属性设置值

九. 反射获取成员方法

  1. 定义

    • Class.getMethod(String, Class...) 和 Class.getDeclaredMethod(String, Class...)方法可以获取类中的指定方法
    • 调用invoke(Object, Object...)可以调用对象的这个方法
  2. 演示

    public static void main(String[] args) throws Exception {
     Student student = new Student();
     Class clazz = Class.forName("com.qianfeng.Student");
     Method method = clazz.getMethod("method");
     method.invoke(student);
     //获取私有方法
     Method method2= clazz.getDeclaredMethod("method2");
     //取消语言检查
     method2.setAccessible(true);
     //调用对象的方法
     method2.invoke(student);
     
    }
    
  3. 测试题

    • 需求: 往一个ArrayList 的对象中添加String类型的值
public class Refilex_Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        //创建一个集合
        ArrayList list = new ArrayList();
        
        
        //获取这个集合对应得Class对象
        Class clazz = ArrayList.class;
        //Class clazz = list.getClass();
        
        //获取到add方法
        Method methon = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);
        
        //调用Inovke方法执行
        methon.invoke(list, 10);
        methon.invoke(list, "abc");
        
        System.out.println(list);
    }
}

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