一、单例模式
1.定义
单例也叫单态模式, 是设计模式中最简单的一种. 当一个类被创建之后, 只能产生一个实例供外部访问, 并且提供一个全局访问的方法
单例的最终目的就是保证一个类在内存中只能有一个实例(对象)
Java中频繁创建和销毁类对象都会占用一部分系统资源，使用单例模式可以提高性能
单例模式创建的对象不会被回收, 过多的单例容易造成内存溢出
2.创建过程
私有化构造方法 (使用private 修饰)
在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static 类型
定义一个静态的方法返回该类的实例
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
二. 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();
}
三. 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
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
四. 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
五. 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());
}
六. 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
2.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
3.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());
}
七. 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");
}
八. 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
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
Classclazz=Class.forName("com.qianfeng.Student");
Studentobject=(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);
}
九、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);
}
十、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);
}
十一、动态代理
1.定义
代理: 本来应该自己做的事情，请了别人来做，被请的人就是代理对象
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对象
代理可以使我们在不破坏源代码的情况下增加新的功能
2.java中动态代理的使用
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
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h)
最终会调用InvocationHandler的方法
InvocationHandler Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)
3.演示
public static void main(String[] args) throws Exception {
Student student = new Student();
//创建Student的代理对象
MyInterface p = (MyInterface) Proxy.newProxyInstance(Student.class.getClassLoader(), Student.class.getInterfaces(), new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("你好");
method.invoke(student);
return null;
}
});
p.method();
}
4.原理
利用对象的类的字节码接口,写出一个新的类到本地区,通过编译器直接编译成.class文件,再通过类加载器加载进来
弊端: 代理的对象必须实现接口
十二、cglib
1.定义
非java原生的动态代理, 效率更高,限制更小
可以代理没有接口的类
2.使用
导包
演示
public static void main(String[] args) {
//导入包 cglib-core asm ant ant-launcher
//创建运行器
MethodInterceptor mi = new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable {
System.out.println("运行前");
arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
System.out.println("运行后");
return null;
}
};
//获取代理类
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//设置父类
enhancer.setSuperclass(Demo.class);
//运行任务
enhancer.setCallback(mi);
//创建代理对象
Demo d = (Demo)enhancer.create();
d.method();
}
总结
1.单例模式
模式: 针对某种问题的最优解
懒汉式, 饿汉式 , 饿汉式的变形体
如何写单例模式
私有化构造方法
提供自己创建的对象给使用者
优点 :
节省内存空间, 提升访问的速度
缺点 :
相对于静态来说, 效率还是要低一些
2.枚举
枚举就是多例的简写形式
枚举项的权限, 修饰符, 类型, new 省略
枚举的注意事项
3.类加载
就是将.class文件从硬盘上读取到内存中,变成一个java可以使用的类
4.类加载器
四个类加载器和他们的应用范围
根类加载器不是java代码写的
5.双亲委派模型
加载一个类的时候,从最底层的类加载器开始逐层上传, 一直到顶层, 整个过程要检测这个类有没有被加载过
作用 : 保持类的唯一性
6.反射
反射其实就是java提供的另外一种编程模式
提高了代码的兼容性, 扩展性
反射操作构造方法, 操作成员变量, 操作成员方法