【注解和反射】-- 04 类加载器、运行时类的对象

反射

03 类的加载与ClassLoader

3.4 类加载器

1. 类加载器的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法中类数据的访问入口。

类加载器是用来把类(class)装载进内存的。JVM规范定义了如下类型的类的加载器。

练习：

package com.duo.reflection;

public class Test5 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        //获取系统类加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);

        //获取系统类加载器的父类加载器 --> 扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);

        //获取扩展类加载器的父类加载器 --> 根加载器(由C/C++编写)
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);

        //测试当前类是由哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.duo.reflection.Test5").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试JDK内置的类是由谁加载的
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //如何获得系统类加载器可加载的路径？
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

        /*
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\charsets.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\deploy.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\localedata.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunec.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\javaws.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\jce.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\jfr.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\jfxswt.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\jsse.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\management-agent.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\plugin.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\resources.jar;
        D:\Environment\java\jdk1.8\jre\lib\rt.jar;
        D:\java_code\Annotation\out\production\Annotation;
        D:\Program Files\IntelliJ IDEA Community Edition 2023.2.3\lib\idea_rt.jar
         */

        //双亲委派机制
    }
}

运行结果：

2. 类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

04 运行时类的对象

4.1 获取运行时类的完整结构

通过反射获取运行时类的完整结构

Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation

• 实现的全部接口
• 所继承的父类
• 全部的构造器
• 全部的方法
• 全部的Field
• 注解
• …

练习通过反射获取运行时类的完整结构：

package com.duo.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

//获得类的信息
public class Test6 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class<?> c1 = Class.forName("com.duo.reflection.Person");

        Person person = new Person();
        c1 = person.getClass();  //通过对象来获得包名、类名

        //1.获得类的名字
        System.out.println(c1.getName());  //a.包名 + 类名
        System.out.println(c1.getSimpleName());  //b.类名

        //2.获得类的属性
        System.out.println("=====================");
        Field[] fields = c1.getDeclaredFields();  //a.获得全部属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        Field age = c1.getDeclaredField("age");  //b.获得指定属性
        System.out.println(age);

        //3.获得类的方法
        System.out.println("=====================");
        Method[] methods = c1.getMethods();  //a.获得本类及其父类的所有public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods: " + method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();  //b.获得本类的所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods: " + method);
        }
        Method setAge = c1.getMethod("setAge", int.class);  //c.获得指定方法
        System.out.println(setAge);

        //3.获得构造器
        System.out.println("=====================");
        Constructor<?>[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }


    }
}

运行结果：

【小结】

• 在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发
• 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制
• 如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等

4.2 获取Class对象之后

• 创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法

  • 类必须有一个无参构造器
  • 类的构造器的访问权限需要满足

• 倘若类中没有无参构造器，只须在操作时明确调用类中的构造器，并将参数传递进去，就可以继续实例化操作。步骤如下：

  • 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)获得本类的指定形参类型构造器
  • 向构造器的形参中传递一个对象数组，数组中包含了构造器中所需的各个参数
  • 通过Constructor实例化对象

• 调用指定的方法：通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成

  • 通过Class类的getMethod(String name, Class … parameterTypes)方法获得一个Method对象，并设置此方法操作时需要的参数类型
  • 之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息

练习：

package com.duo.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

//通过反射，动态地创建对象
public class Test7 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //先获得Class对象
        Class<?> c1 = Class.forName("com.duo.reflection.Person");

        //构造一个对象
        Person person = (Person) c1.newInstance();  //本质是调用了类的无参构造器
        System.out.println(person);

        //通过构造器创建对象
        System.out.println("=======================");
        Constructor<?> declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        Person person1 = (Person) declaredConstructor.newInstance("Li", 23);
        System.out.println(person1);

        //通过反射调用普通方法
        System.out.println("=======================");
        Person person3 = (Person) c1.newInstance();
        Method setAge = c1.getDeclaredMethod("setAge", int.class);
        setAge.invoke(person3, 22);
        System.out.println(person3.getAge());

        //通过反射操作属性
        System.out.println("=======================");
        Person person4 = (Person) c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");

        name.setAccessible(true);  //关闭程序的安全检测，但也会降低效率
        name.set(person4, "Wang");  //name属性修饰符为private则无法直接对其进行操作，需要.setAccessible()方法设置为true
        System.out.println(person4.getName());
    }
}

运行结果：

Object invoke(Object obj, Object … args)

1. Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
2. 若原方法为静态方法，此时形参Object obj可为null
3. 若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
4. 若原方法声明为private，则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，便可访问private的方法

setAccessible

1. Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
2. setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
3. 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
   • 提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁被调用，则请设置为true
   • 使得原本无法访问的私有成员也可以访问
4. 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

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