类加载器
类的加载
当程序有使用某个类时，如果该类还没有被加载到内存中，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
对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作
类初始化时机
- 创建类的实例
- 类的静态变量，或者为静态变量赋值
- 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文件加载到内在中，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
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 -
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 -
System 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
通过这些描述就可以知道我们常用的类，都是由谁来加载完成的。
到目前为止我们已经知道把class文件加载到内存了，那么，如果我们仅仅站在这些class文件的角度，我们如何来使用这些class文件中的内容呢?
这就是我们反射要研究的内容
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
Class类
阅读API的Class类得知，Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的
获取Class对象的三种方式
方式一: 通过Object类中的getObject()方法
Person p = new Person();
Class c = p.getClass();
方式二: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象（任意数据类型都具备一个class静态属性,看上去要比第一种方式简单）
Class c2 = Person.class;
方式三: 通过Class类中的方法（将类名作为字符串传递给Class类中的静态方法forName即可）
Class c3 = Class.forName("cn.cuzz.Person");
注意：第三种和前两种的区别
前两种你必须明确Person类型
后面是指定这种类型的字符串就行(要包含包名)，这种扩展更强.我不需要知道你的类，我只提供字符串，按照配置文件加载就可以了
Person类
public class Person {
//成员变量
public String name;
public int age;
private String address;
//构造方法
public Person() {
System.out.println("空参数构造方法");
}
public Person(String name) {
this.name = name;
System.out.println("带有String的构造方法");
}
//私有的构造方法
private Person(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("带有String，int的构造方法");
}
public Person(String name, int age, String address){
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
System.out.println("带有String, int, String的构造方法");
}
//成员方法
//没有返回值没有参数的方法
public void method1(){
System.out.println("没有返回值没有参数的方法");
}
//没有返回值，有参数的方法
public void method2(String name){
System.out.println("没有返回值，有参数的方法 name= "+ name);
}
//有返回值，没有参数
public int method3(){
System.out.println("有返回值，没有参数的方法");
return 123;
}
//有返回值，有参数的方法
public String method4(String name){
System.out.println("有返回值，有参数的方法");
return "哈哈" + name;
}
//私有方法
private void method5(){
System.out.println("私有方法");
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address+ "]";
}
}
通过反射获取构造方法并使用
在反射机制中，把类中的成员（构造方法、成员方法、成员变量）都封装成了对应的类进行表示。其中，构造方法使用类Constructor表示。可通过Class类中提供的方法获取构造方法：
- 返回一个构造方法
public Constructor获取getConstructor(Class... parameterTypes) public修饰, 指定参数类型所对应的构造方法
public Constructor获取指定参数类型所对应的构造方法(包含私有的)getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes) - 返回多个构造方法
public Constructor[] getConstructors()获取所有的public修饰的构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors()获取所有的构造方法(包含私有的)
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
// 获取Class对象 包名.类
Class c = Class.forName("cn.cuzz.Person");
// 获取所有构造方法
// 只包括public
Constructor[] cons = c.getConstructors();
// 即包括public也包括private
Constructor[] conss = c.getDeclaredConstructors();
// 获取一个构造方法
// public Person()
Constructor con1 = c.getConstructor(null);
System.out.println(con1);
// public Person(String name)
Constructor con2 = c.getConstructor(String.class);
System.out.println(con2);
// private Person(String name, int age)
Constructor con3 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
System.out.println(con3);
// public Person(String name, int age, String address)
Constructor con4 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class);
System.out.println(con4);
}
}
通过反射方式，获取构造方法，创建对象
获取构造方法，步骤如下：
- 获取到Class对象
- 获取指定的构造方法
- 通过构造方法类
Constructor中的方法，创建对象public T newInstance(Object... initargs)
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Test2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取Class对象
Class c = Class.forName("cn.cuzz.Person");
// 获取指定构造器
Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
// 通过构造方法中的Constructor的方法 创建对象
Object obj = con.newInstance("cuzz", 18, "武汉");
System.out.println(obj); // Person [name=cuzz, age=18, address=武汉]
}
}
通过反射获取成员变量并使用
在反射机制中，把类中的成员变量使用类Field表示。可通过Class类中提供的方法获取成员变量：
- 返回一个成员变量
public Field getField(String name)获取指定的public修饰的变量
public Field getDeclaredField(String name)获取指定的任意变量 - 返回多个成员变量
public Field[] getFields()获取所有public修饰的变量
public Field[] getDeclaredFields()获取所有的 变量 (包含私有)
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Field;
public class Test3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取Class对象
Class c = Class.forName("cn.cuzz.Person");
// 获取多个成员变量
Field[] fields = c.getFields();
Field[] fieldss = c.getDeclaredFields();
// 一个变量
// public int age
Field ageField = c.getField("age");
System.out.println(ageField); // public int cn.cuzz.Person.age
// private String address
Field addressField = c.getDeclaredField("address");
System.out.println(addressField); // private java.lang.String cn.cuzz.Person.address
}
}
通过反射，创建对象，获取指定的成员变量，进行赋值与获取值操作
获取成员变量，步骤如下：
- 获取Class对象
- 获取构造方法
- 通过构造方法，创建对象
- 获取指定的成员变量（私有成员变量，通过setAccessible(boolean flag)方法暴力访问）
- 通过方法，给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值
public void set(Object obj, Object value)在指定对象obj中，将此 Field 对象表示的成员变量设置为指定的新值
public Object get(Object obj)返回指定对象obj中，此 Field 对象表示的成员变量的值
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
public class Test4 {
public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, Exception {
// 获取Class对象
Class c = Class.forName("cn.cuzz.Person");
// 获取构造方法
Constructor con = c.getConstructor(String.class);
// 通过构造方法 创建对象
Object obj = con.newInstance("cuzz");
// 获取指定成员变量
// public String name
Field nameField = c.getField("name");
// public int age
Field ageField = c.getField("age");
// 赋值
nameField.set(obj, "Cuzz");
ageField.set(obj, 23);
System.out.println("name = "+ nameField.get(obj)); // name = Cuzz
System.out.println("age = "+ ageField.get(obj)); // age = 23
}
}
通过反射获取成员方法并使用
在反射机制中，把类中的成员方法使用类Method表示。可通过Class类中提供的方法获取成员方法：
- 返回获取一个方法：
public Method getMethod(String name, Class... parameterTypes)
获取public 修饰的方法
public Method getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)
获取任意的方法，包含私有的
参数1: name 要查找的方法名称； 参数2： parameterTypes 该方法的参数类型 - 返回获取多个方法：
public Method[] getMethods()获取本类与父类中所有public 修饰的方法
public Method[] getDeclaredMethods()获取本类中所有的方法(包含私有的)
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test5 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取Class对象
Class c = Class.forName("cn.cuzz.Person");
// 获取多个方法
Method[] methods = c.getMethods();
Method[] methodss = c.getDeclaredMethods();
// 获取一个方法：
// public void method1()
Method method = c.getMethod("method1", null);
System.out.println(method);
// public String method4(String name){
method = c.getMethod("method4", String.class);
System.out.println(method);
// 私有方法
// private void method5()
method = c.getDeclaredMethod("method5", null);
System.out.println(method);
}
}
通过反射，创建对象，调用指定的方法
获取成员方法，步骤如下：
- 获取Class对象
- 获取构造方法
- 通过构造方法，创建对象
- 获取指定的方法
- 执行找到的方法(如果获取的是私有方法则要开启暴力访问
m5.setAccessible(true))
public Object invoke(Object obj, Object... args)执行指定对象obj中，当前Method对象所代表的方法，方法要传入的参数通过args指定
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test6 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取Class对象
Class c = Class.forName("cn.cuzz.Person");
// 获取指定构造器
Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
// 通过构造方法中的Constructor的方法 创建对象
Object obj = con.newInstance("cuzz", 18, "武汉");
// 获取指定的方法
Method m4 = c.getMethod("method4", String.class);
// 执行找到的方法
Object result = m4.invoke(obj, "2018/03/19");
System.out.println("result = " + result); // result = 哈哈2018/03/19
}
}
反射练习
泛型擦除
思考，将已存在的ArrayList集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？
我来告诉大家，其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的，这种现象我们称为泛型的擦除。那么，我们可以通过反射技术，来完成向有泛型约束的集合中，添加任意类型的元素
package cn.cuzz;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
public class Test7 {
public static void main(String[] args) throws Exception, SecurityException {
ArrayList list = new ArrayList();
// 添加元素
list.add("cuzz");
// list.add(23); 报错
// 通过反射技术，实现添加任意类型的元素
// 获取字节码文件对象
Class c = Class.forName("java.util.ArrayList");
// 找到add()方法
Method addMethod = c.getMethod("add", Object.class);
// 执行add()方法
addMethod.invoke(list, 23);
System.out.println(list); //[cuzz, 23]
}
}
反射配置文件
通过配置文件得到类名和要运行的方法名,用反射的操作类名得到对象和调用方法
实现步骤:
- 准备配置文件,键值对
- IO流读取配置文件 Reader
- 文件中的键值对存储到集合中 Properties
集合保存的键值对,就是类名和方法名 - 反射获取指定类的class文件对象
- class文件对象,获取指定的方法
- 运行方法
public class Test8 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// IO流读取配置文件
FileReader r = new FileReader("config.properties");
// 创建集合对象
Properties pro = new Properties();
// 调用集合方法load,传递流对象
pro.load(r);
r.close();
// 通过键获取值
String className = pro.getProperty("className");
String methodName = pro.getProperty("methodName");
// 反射获取指定类的class文件对象
Class c = Class.forName(className);
Object obj = c.newInstance();
// 获取指定的方法名
Method method = c.getMethod(methodName);
method.invoke(obj);
}
}
配置文件
# className=cn.cuzz.Student
# methodName=study
className=cn.cuzz.Teacher
methodName=teach
# className=cn.cuzz.Worker
# methodName=work