大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
加载器
类加载器就是可以从其作用来理解，其功能就是将classpath目录下.class文件,加载到内存中来进行一些处理,处理完的结果就是一些字节码.那是谁把这些class类加载到内存中来的呢?就是类加载器。
JVM中默认的类加载器
java虚拟机中可以安装多个类加载器,系统默认三个主要的类加载器,每个类加载器负责加载不同位置的类:BootStrap,ExtClassLoader,AppClassLoader
注意的是： 1.类加载器本身也是一个java类,因为类加载器本身也是一个java类,那么这个特殊的java类【类加载器】是有谁加载进来的呢?这显然要有第一个类加载器，这第一个类加载器不是一个java类，它是BootStrap。 2.BootStrap不是一个java类，不需要类加载器java加载，他是嵌套在java虚拟机内核里面的。java 虚拟机内核已启动的时候，他就已经在那里面了，他是用c 语言写的一段二进制代码。他可以去加载别的类，其中别的类就包含了类加载器【如上面提到的Ext 和 app】。 案例：获取ClassLoaderTest这个类的类加载器的名字
代码语言：javascript复制package study.javaenhance;
import java.util.ArrayList;
public class ClassLoaderTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//获取类加载器,那么这个获取的是一个实例对象,我们知道类加载器也有很多种,那么因此也有其对应的类存在,因此可以获取到对应的字节码
System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader());
//获取类加载的字节码,然后获取到类加载字节码的名字
System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getClass().getName());
//下面我们看下获取非我们定义的类,比如System ArrayList 等常用类
System.out.println(System.class.getClassLoader());
System.out.println(ArrayList.class.getClassLoader());
}
}控制台输出：
代码语言：javascript复制sun.misc.Launcher$AppClassLoader@1c78e57
sun.misc.Launcher$AppClassLoader
null
null分析： ClassLoaderTest的类加载器的名称是AppClassLoader。也就是这个类是由AppClassLoader这个类加载器加载的。 System/ArrayList的类加载器是null。这说明这个类加载器是由BootStrap加载的。因为我们上面说了BootStrap不是java类，不需要类加载器加载。所以他的类加载器是null。
java给我们提供了三种类加载器：BootStrap，ExtClassLoader，AppClassLoader。这三种类加载器是有父子关系组成了一个树形结构。BootStrap是根节点，BootStrap下面挂着ExtClassLoader，ExtClassLoader下面挂着AppClassLoader. 案例：
代码语言：javascript复制package study.javaenhance;
import java.util.ArrayList;
public class ClassLoaderTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//获取类加载器,那么这个获取的是一个实例对象,我们知道类加载器也有很多种,那么因此也有其对应的类存在,因此可以获取到对应的字节码
System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader());
//获取类加载的字节码,然后获取到类加载字节码的名字
System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getClass().getName());
//下面我们看下获取非我们定义的类,比如System ArrayList 等常用类
System.out.println(System.class.getClassLoader());
System.out.println(ArrayList.class.getClassLoader());
//演示java 提供的类加载器关系
ClassLoader classloader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
while(classloader != null)
{
System.out.print(classloader.getClass().getName() "-->");
classloader = classloader.getParent();
}
System.out.println(classloader);
}控制台输出：
代码语言：javascript复制sun.misc.Launcher$AppClassLoader-->sun.misc.Launcher$ExtClassLoader-->null分析： 通过这段程序可以看出来，ClassLoaderTest由AppClassLoader加载，AppClassLoader的父类节点是ExtClassLoader，ExtClassLoader的父节点是BootStrap。 每一个类加载器都有自己的管辖范围。 BootStrap根节点，只负责加载rt.jar里的类，刚刚那个System就是属于rt.jar包里面的，ExtClassLoader负责加载JRE/lib/ext/*.jar这个目录文件夹下的文件。而AppClassLoader负责加载ClassPath目录下的所有jar文件及目录。 最后一级是我们自定义的加载器，他们的父类都是AppClassLoader。
类加载器的双亲委派机制
除了系统自带了类加载器，我们还可以自定义类加载器。然后把自己的类加载器挂在树上。作为某个类加载器的孩子。所有自定义类加载器都要继承ClassLoader。实现里面的一个方法ClassLoader（）。 当Java虚拟机要加载第一个类的时候，到底派出哪个类加载器去加载呢？
(1). 首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类(当前线程的类加载器：Thread类中有一个get/setContextClassLoader(ClassLoader cl);方法，可以获取/指定本线程中的类加载器)
(2). 如果类A中引用了类B,Java虚拟机将使用加载类A的类加载器来加载类B
(3). 还可以直接调用ClassLoader.loadClass(String className)方法来指定某个类加载器去加载某个类
每个类加载器加载类时，又先委托给其上级类加载器当所有祖宗类加载器没有加载到类，回到发起者类加载器，还加载不了，则会抛出ClassNotFoundException,不是再去找发起者类加载器的儿子，因为没有getChild()方法。例如：如上图所示： MyClassLoader->AppClassLoader->Ext->ClassLoader->BootStrap.自定定义的MyClassLoader1首先会先委托给AppClassLoader,AppClassLoader会委托给ExtClassLoader,ExtClassLoader会委托给BootStrap，这时候BootStrap就去加载，如果加载成功，就结束了。如果加载失败，就交给ExtClassLoader去加载，如果ExtClassLoader加载成功了，就结束了，如果加载失败就交给AppClassLoader加载，如果加载成功，就结束了，如果加载失败，就交给自定义的MyClassLoader1类加载器加载，如果加载失败，就报ClassNotFoundException异常，结束。
这样的好处在哪里呢？可以集中管理，不会出现多份字节码重复的现象。 有两个类要再在System，如果让底层的类加载器加载，可能会出现两份字节码。而都让爷爷加载，爷爷加载到已有，当再有请求过来的时候，爷爷说：哎，我加载过啊，直接把那份拿出来给你用啊。就不会出现多份字节码重复的现象。
自定义类加载器
自定义的类加载器必须继承抽象类ClassLoader然后重写findClass方法，其实他内部还有一个loadClass方法和defineClass方法，这两个方法的作用是： loadClass方法的源代码：
代码语言：javascript复制 public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
} 再来看一下loadClass(name,false)方法的源代码：
代码语言：javascript复制protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException{
//加上锁，同步处理，因为可能是多线程在加载类
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
//检查，是否该类已经加载过了，如果加载过了，就不加载了
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
//如果自定义的类加载器的parent不为null,就调用parent的loadClass进行加载类
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//如果自定义的类加载器的parent为null，就调用findBootstrapClass方法查找类，就是Bootstrap类加载器
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
//如果parent加载类失败，就调用自己的findClass方法进行类加载
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
} 在loadClass代码中也可以看到类加载机制的原理，这里还有这个方法findBootstrapClassOrNull,看一下源代码：
代码语言：javascript复制private Class findBootstrapClassOrNull(String name)
{
if (!checkName(name)) return null;
return findBootstrapClass(name);
} 就是检查一下name是否是否正确，然后调用findBootstrapClass方法，但是findBootstrapClass方法是个native本地方法，看不到源代码了，但是可以猜测是用Bootstrap类加载器进行加载类的，这个方法我们也不能重写，因为如果重写了这个方法的话，就会破坏这种委托机制，我们还要自己写一个委托机制。
defineClass这个方法很简单就是将class文件的字节数组编程一个class对象，这个方法肯定不能重写，内部实现是在C/C 代码中实现的findClass这个方法就是根据name来查找到class文件，在loadClass方法中用到，所以我们只能重写这个方法了，只要在这个方法中找到class文件，再将它用defineClass方法返回一个Class对象即可。
这三个方法的执行流程是：每个类加载器：loadClass->findClass->defineClass
Class对象
java中把生成Class对象和实例对象弄混了，更何况生成Class对象和生成 instance都有多种方式。所以只有弄清其中的原理，才可以深入理解。首先要生成Class对象，然后再生成Instance。那Class对象的生 成方式有哪些呢，以及其中是如何秘密生成的呢？
Class对象的生成方式如下： 1.Class.forName(“类名字符串”) （注意：类名字符串必须是全称，包名 类名） 2.类名.class 3.实例对象.getClass() 例如：
代码语言：javascript复制 public class TestClass {
public static void main(String[] args)
{
try {
//测试Class.forName()
Class testTypeForName=Class.forName("TestClassType");
System.out.println("testForName---" testTypeForName);
//测试类名.class
Class testTypeClass=TestClassType.class;
System.out.println("testTypeClass---" testTypeClass);
//测试Object.getClass()
TestClassType testGetClass= new TestClassType();
System.out.println("testGetClass---" testGetClass.getClass());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class TestClassType{
//构造函数
public TestClassType(){
System.out.println("----构造函数---");
}
//静态的参数初始化
static{
System.out.println("---静态的参数初始化---");
}
//非静态的参数初始化
{
System.out.println("----非静态的参数初始化---");
}
} 控制台输出如下：
代码语言：javascript复制---静态的参数初始化---
testForName---class TestClassType
testTypeClass---class TestClassType
----非静态的参数初始化---
----构造函数---
testGetClass---class TestClassType根据结果可以发现，三种生成的Class对象一样的。并且三种生成Class对象只打印一次“静态的参数初始化”。
我们知道，静态的方法属性初始化，是在加载类的时候初始化。而非静态方法属性初始化，是new类实例对象的时候加载。
因此，这段程序说明，三种方式生成Class对象，其实只有一个Class对象。在生成Class对象的时候，首先判断内存中是否已经加载。
所以，生成Class对象的过程其实是如此的：
当我们编写一个新的java类时,JVM就会帮我们编译成class对象,存放在同名 的.class文件中。在运行时，当需要生成这个类的对象，JVM就会检查此类是否已经装载内存中。若是没有装载，则把.class文件装入到内存中。若 是装载，则根据class文件生成实例对象。
反射
Reflection（反射）是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的內部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。 Java反射机制主要提供了以下功能：
- 在运行时构造任意一个类的对象
- 在运行时获取任意一个类所具有的成员变量和方法
- 在运行时调用任意一个对象的方法（属性）
- 生成动态代理
Class 是一个类;
- 一个描述类的类.
- 封装了描述方法的 Method,
- 描述字段的 Filed,
- 描述构造器的 Constructor 等属性. 例如：描述方法-Method
public class ReflectionTest {
@Test
public void testMethod() throws Exception{
Class clazz = Class.forName("com.atguigu.java.fanshe.Person");
//
//1.获取方法
// 1.1 获取取clazz对应类中的所有方法--方法数组（一）
// 不能获取private方法,且获取从父类继承来的所有方法
Method[] methods = clazz.getMethods();
for(Method method:methods){
System.out.print(" " method.getName());
}
System.out.println();
//
// 1.2.获取所有方法，包括私有方法 --方法数组（二）
// 所有声明的方法，都可以获取到，且只获取当前类的方法
methods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method method:methods){
System.out.print(" " method.getName());
}
System.out.println();
//
// 1.3.获取指定的方法
// 需要参数名称和参数列表，无参则不需要写
// 对于方法public void setName(String name) { }
Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName", String.class);
System.out.println(method);
// 而对于方法public void setAge(int age) { }
method = clazz.getDeclaredMethod("setAge", Integer.class);
System.out.println(method);
// 这样写是获取不到的，如果方法的参数类型是int型
// 如果方法用于反射，那么要么int类型写成Integer： public void setAge(Integer age) { }
// 要么获取方法的参数写成int.class
//
//2.执行方法
// invoke第一个参数表示执行哪个对象的方法，剩下的参数是执行方法时需要传入的参数
Object obje = clazz.newInstance();
method.invoke(obje,2);
//如果一个方法是私有方法，第三步是可以获取到的，但是这一步却不能执行
//私有方法的执行，必须在调用invoke之前加上一句method.setAccessible（true）;
}
}主要用到的两个方法:
代码语言：javascript复制/** * @param name the name of the method * @param parameterTypes the list of parameters * @return the {@code Method} object that matches the specified */
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes){
}
/** * @param obj the object the underlying method is invoked from * @param args the arguments used for the method call * @return the result of dispatching the method represented by */
public Object invoke(Object obj, Object... args){
}自定义工具方法
自定义一个方法
比如Person里有一个方法
代码语言：javascript复制public void test(String name,Integer age){
System.out.println("调用成功");
}- 把类对象和类方法名作为参数，执行方法
/** * * @param obj: 方法执行的那个对象. * @param methodName: 类的一个方法的方法名. 该方法也可能是私有方法. * @param args: 调用该方法需要传入的参数 * @return: 调用方法后的返回值 * */
public Object invoke(Object obj, String methodName, Object ... args) throws Exception{
//1. 获取 Method 对象
// 因为getMethod的参数为Class列表类型，所以要把参数args转化为对应的Class类型。
Class [] parameterTypes = new Class[args.length];
for(int i = 0; i < args.length; i ){
parameterTypes[i] = args[i].getClass();
System.out.println(parameterTypes[i]);
}
Method method = obj.getClass().getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);
//如果使用getDeclaredMethod，就不能获取父类方法，如果使用getMethod，就不能获取私有方法
//
//2. 执行 Method 方法
//3. 返回方法的返回值
return method.invoke(obj, args);
}调用：通过对象名，方法名，方法参数执行了该方法
代码语言：javascript复制 @Test
public void testInvoke() throws Exception{
Object obj = new Person();
invoke(obj, "test", "wang", 1);
}2.把全类名和方法名作为参数，执行方法
代码语言：javascript复制/** * @param className: 某个类的全类名 * @param methodName: 类的一个方法的方法名. 该方法也可能是私有方法. * @param args: 调用该方法需要传入的参数 * @return: 调用方法后的返回值 */
public Object invoke(String className, String methodName, Object ... args){
Object obj = null;
try {
obj = Class.forName(className).newInstance();
//调用上一个方法
return invoke(obj, methodName, args);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}调用:
代码语言：javascript复制@Test
public void testInvoke() throws Exception{
invoke("com.atguigu.java.fanshe.Person",
"test", "zhagn", 12);
}使用系统方法（前提是此类有一个无参的构造器（查看API））
代码语言：javascript复制@Test
public void testInvoke() throws Exception{
Object result =
invoke("java.text.SimpleDateFormat", "format", new Date());
System.out.println(result);
}这种反射实现的主要功能是可配置和低耦合。只需要类名和方法名，而不需要一个类对象就可以执行一个方法。如果我们把全类名和方法名放在一个配置文件中，就可以根据调用配置文件来执行方法.
如何获取父类定义的（私有）方法
前面说一般使用getDeclaredMethod获取方法（因为此方法可以获取类的私有方法，但是不能获取父类方法） 如何获取父类方法呢，上一个例子format方法其实就是父类的方法（获取的时候用到的是getMethod） 首先我们要知道，如何获取类的父亲： 比如有一个类，继承自Person 使用：
代码语言：javascript复制public class ReflectionTest {
@Test
public void testGetSuperClass() throws Exception{
String className = "com.atguigu.java.fanshe.Student";
Class clazz = Class.forName(className);
Class superClazz = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superClazz);
}
}
//结果是 “ class com.atguigu.java.fanshe.Person ”此时如果Student中有一个方法是私有方法method1(int age); Person中有一个私有方法method2(); 怎么调用 定义一个方法，不但能访问当前类的私有方法，还要能父类的私有方法.
代码语言：javascript复制/** * * @param obj: 某个类的一个对象 * @param methodName: 类的一个方法的方法名. * 该方法也可能是私有方法, 还可能是该方法在父类中定义的(私有)方法 * @param args: 调用该方法需要传入的参数 * @return: 调用方法后的返回值 */
public Object invoke2(Object obj, String methodName,
Object ... args){
//1. 获取 Method 对象
Class [] parameterTypes = new Class[args.length];
for(int i = 0; i < args.length; i ){
parameterTypes[i] = args[i].getClass();
}
try {
Method method = getMethod(obj.getClass(), methodName, parameterTypes);
method.setAccessible(true);
//2. 执行 Method 方法
//3. 返回方法的返回值
return method.invoke(obj, args);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/** * 获取 clazz 的 methodName 方法. 该方法可能是私有方法, 还可能在父类中(私有方法) * 如果在该类中找不到此方法，就向他的父类找，一直到Object类为止 * 这个方法的另一个作用是根据一个类名，一个方法名，追踪到并获得此方法 * @param clazz * @param methodName * @param parameterTypes * @return */
public Method getMethod(Class clazz, String methodName,
Class ... parameterTypes){
for(;clazz != Object.class; clazz = clazz.getSuperclass()){
try {
Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);
return method;
} catch (Exception e) {
}
}
return null;
}如何描述字段-Field
代码语言：javascript复制@Test
public void testField() throws Exception{
String className = "com.atguigu.java.fanshe.Person";
Class clazz = Class.forName(className);
//1.获取字段
// 1.1 获取所有字段 -- 字段数组
// 可以获取公用和私有的所有字段，但不能获取父类字段
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for(Field field: fields){
System.out.print(" " field.getName());
}
System.out.println();
// 1.2获取指定字段
Field field = clazz.getDeclaredField("name");
System.out.println(field.getName());
Person person = new Person("ABC",12);
//2.使用字段
// 2.1获取指定对象的指定字段的值
Object val = field.get(person);
System.out.println(val);
// 2.2设置指定对象的指定对象Field值
field.set(person, "DEF");
System.out.println(person.getName());
// 2.3如果字段是私有的，不管是读值还是写值，都必须先调用setAccessible（true）方法
// 比如Person类中，字段name字段是公用的，age是私有的
field = clazz.getDeclaredField("age");
field.setAccessible(true);
System.out.println(field.get(person));
}但是如果需要访问父类中的（私有）字段：
代码语言：javascript复制/** * //创建 className 对应类的对象, 并为其 fieldName 赋值为 val * //Student继承自Person,age是Person类的私有字段/ public void testClassField() throws Exception{ String className = "com.atguigu.java.fanshe.Student"; String fieldName = "age"; //可能为私有, 可能在其父类中. Object val = 20; Object obj = null; //1.创建className 对应类的对象 Class clazz = Class.forName(className); //2.创建fieldName 对象字段的对象 Field field = getField(clazz, fieldName); //3.为此对象赋值 obj = clazz.newInstance(); setFieldValue(obj, field, val); //4.获取此对象的值 Object value = getFieldValue(obj,field); } public Object getFieldValue(Object obj, Field field) throws Exception{ field.setAccessible(true); return field.get(obj); } public void setFieldValue(Object obj, Field field, Object val) throws Exception { field.setAccessible(true); field.set(obj, val); } public Field getField(Class clazz, String fieldName) throws Exception { Field field = null; for(Class clazz2 = clazz; clazz2 != Object.class;clazz2 = clazz2.getSuperclass()){ field = clazz2.getDeclaredField(fieldName); } return field; } 如何描述构造器-Constructor
代码语言：javascript复制@Test
public void testConstructor() throws Exception{
String className = "com.atguigu.java.fanshe.Person";
Class<Person> clazz = (Class<Person>) Class.forName(className);
//1. 获取 Constructor 对象
// 1.1 获取全部
Constructor<Person> [] constructors =
(Constructor<Person>[]) Class.forName(className).getConstructors();
for(Constructor<Person> constructor: constructors){
System.out.println(constructor);
}
// 1.2获取某一个，需要参数列表
Constructor<Person> constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
System.out.println(constructor);
//2. 调用构造器的 newInstance() 方法创建对象
Object obj = constructor.newInstance("zhagn", 1);
}如何描述注解 – Annotation
定义一个Annotation
代码语言：javascript复制import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(value={
ElementType.METHOD})
public @interface AgeValidator {
public int min();
public int max();
}此注解只能用在方法上
代码语言：javascript复制@AgeValidator(min=18,max=35)
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}那么我们在给Person类对象的age赋值时，是感觉不到注解的存在的
代码语言：javascript复制@Test
public void testAnnotation() throws Exception{
Person person = new Person();
person.setAge(10);
}必须通过反射的方式为属性赋值，才能获取到注解
代码语言：javascript复制/** Annotation 和 反射: * 1. 获取 Annotation * * getAnnotation(Class<T> annotationClass) * getDeclaredAnnotations() * */
@Test
public void testAnnotation() throws Exception{
String className = "com.atguigu.java.fanshe.Person";
Class clazz = Class.forName(className);
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("setAge", int.class);
int val = 6;
//获取指定名称的注解
Annotation annotation = method.getAnnotation(AgeValidator.class);
if(annotation != null){
if(annotation instanceof AgeValidator){
AgeValidator ageValidator = (AgeValidator) annotation;
if(val < ageValidator.min() || val > ageValidator.max()){
throw new RuntimeException("年龄非法");
}
}
}
method.invoke(obj, 20);
System.out.println(obj);
}如果在程序中要获取注解，然后获取注解的值进而判断我们赋值是否合法，那么类对象的创建和方法的创建必须是通过反射而来的。 小结 反射小结
- Class: 是一个类; 一个描述类的类. 封装了描述方法的 Method, 描述字段的 Filed, 描述构造器的 Constructor 等属性.
- 如何得到 Class 对象: Person.class person.getClass() Class.forName(“com.atguigu.javase.Person”)
- 关于 Method:
- 如何获取 Method: getDeclaredMethods: 得到 Method 的数组. getDeclaredMethod(String methondName, Class … parameterTypes)
- 如何调用 Method 如果方法时 private 修饰的, 需要先调用 Method 的 setAccessible(true), 使其变为可访问 method.invoke(obj, Object … args);
- 关于 Field:
- 如何获取 Field: getField(String fieldName)
- 如何获取 Field 的值:
- setAccessible(true)
- field.get(Object obj)
- 如何设置 Field 的值: field.set(Obejct obj, Object val)
- 了解 Constructor 和 Annotation
- 反射和泛型. getGenericSuperClass: 获取带泛型参数的父类, 返回值为: BaseDao<Employee, String> Type 的子接口: ParameterizedType 可以调用 ParameterizedType 的 Type[] getActualTypeArguments() 获取泛型参数的数组.
发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/106689.html原文链接：https://javaforall.cn
