01_类的加载
- 类的加载过程
- 类的加载时机
类的加载
- 当程序在运行后,第一次使用某个类的时候,会将此类的class文件读取到内存,并将此类的所有信息存储到一个Class对象中
说明:Class对象是指java.lang.Class类的对象,此类由Java类库提供,专门用于存储类型的信息
类的加载机制
在以下情况下会加载类:
-
创建一个类的对象(第1次)
-
调用类的静态方法,静态变量 (第1次)
-
使用一个类的子类时 (第1次)
-
通过反射进行加载类
-
java命令执行某一个类 (第1次)运行java程序
public class HelloWorld{ public static void main(String[] args){ System.out.println("Hello World!"); } } //编译: javac HelloWorld.java //生成:HelloWorld.class 字节码文件 //运行: Java HelloWorld //使用java命令执行HelloWorld类(默认调用main方法) //底层: HelloWorld.main(null);
小结
问题1:Student.class文件中都包含什么内容?
- 构造方法、成员变量、成员方法
在jvm执行某个类时,如果该类是第一次被执行:
- 先把该类的.class文件读取到内存中
- 基于.class文件创建一个Class对象(方法区)
- Class对象中存储的是.class文件中的内容:构造方法、成员变量、成员方法
- Class对象中存储的构造方法:构造器对象 Constructor对象
- Class对象中存储的成员变量:字段对象 Field对象
- Class对象中存储的成员方法:方法对象 Method对象
- Class对象中存储的是.class文件中的内容:构造方法、成员变量、成员方法
02_类加载器
目标
- 了解类加载器的概念 【了解】
路径
- 类加载器的作用
- 类加载器的分类
- 获取类加载器的方式
类加载器的作用
什么是类加载器?
- 加载器是Java运行时环境的一部分,负责加载字节码文件
类加载器的作用:
- 负责将磁盘上的某个class文件读取到内存并生成Class的对象
类加载器的分类:
Java中有三种类加载器,它们分别用于加载不同种类的class:
- 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):用于加载系统类库<JAVA_HOME>\bin目录下的class,例如:rt.jar。
- 扩展类加载器(Extension ClassLoader):用于加载扩展类库<JAVA_HOME>\lib\ext目录下的class。
- 应用程序类加载器(Application ClassLoader):用于加载我们自定义类的加载器。
获取类加载器的方式
来自Class类型获取类加载器的方法:
public ClassLoader getClassLoader() //返回该类的类加载器
//有些实现可能使用null来表示引导类加载器(启动类加载器)
//如果该类由引导类加载器(启动类加载器)加载,则此方法在这类实现中将返回 null
代码实践:
//自定义类型
class Student{
private int age;
}
//测试类
public class Demo01 {
public static void main(String[] args){
//获取自定义类的类加载器
//1. 先获取Student对应的Class对象
Class<Student> cls = Student.class;
//2. 再通过该class对象获取类加载器
ClassLoader loader = cls.getClassLoader();
System.out.println("loader = "+loader);//ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
//获取String类的类加载器
ClassLoader loader2 = String.class.getClassLoader();
System.out.println("loader2 = " + loader2);
}
}
小结
类加载器的作用:
- 把硬盘上的.class文件读取到内存中并创建Class对象
类加载器可以分为3种:
- 引导类加载器(启动类加载器) 负载加载系统类库(java.lang包)
- 扩展类加载器 负责加载jdk扩展的类库
- 应用程序类加载器 负责加载程序员自己写的类
03_双亲委派机制
目标
- 了解双亲委派机制的工作过程 【了解】
路径
- 3种类加载器的关系
- 双亲委派机制
- 双亲委派机制的好处
3种类加载器的关系
从上图可知,三种类加载器存在一定的关系:
- 应用程序类加载器的父级类加器是扩展类加载器
- 扩展类加载器的父级类加载器是启动类加载器
结论:这种关系称为类加载器的”双亲委派模型”
双亲委派机制
“双亲委派模型”的工作机制:
- 某个”类加载器”收到类加载的请求,它首先不会尝试自己去加载这个类,而是把请求交给父级类加载器
- 因此,所有的类加载的请求最终都会传送到顶层的”启动类加载器”中
- 如果”父级类加载器”无法加载这个类,然后子级类加载器再去加载
“双亲委派模型”中,除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应当有自己的”父级类加载器”
小结
双亲委派机制:
- 在使用一个类时,类并不会由应用程序类加载器来加载,而是由”双亲:启动类加载器、扩展类加载器”先来进行加载,当”双亲”无法加载时,才由应用程序类加载器来完成.class的加载及Class对象的创建
04_反射:概述
目标
- 了解反射技术的作用 【了解】
路径
- 反射的概述
- 反射技术的作用
反射
反射技术:
- 其实就是对类进行解剖的技术
- 类中有什么?
- 构造方法
- 成员变量
- 成员方法
- 类中有什么?
结论:反射技术就是把一个类进行了解剖,然后获取到 构造方法、成员变量、成员方法
反射技术的应用案例:
- idea
- 框架技术:Spring
想要使用反射技术有一个必备条件:
- Class对象
- 原因:.class文件由类加载器读取并创建Class对象。Class对象中存储了.class文件中的内容:构造方法、成员变量、成员方法
反射技术的作用
使用反射技术,可以对类进行解剖,可以获取到类中的:构造方法、成员变量、成员方法
- 构造方法: 可以创建对象
- 成员方法: 可以调用执行
- 成员变量: 赋值、取值
反射技术的作用:
- 不用使用new关键字,就可以创建对象
- 不用使用”对象名.方法”形式,就可以调用方法
- 不用使用”对象名.属性”形式,就可以给属性赋值、取值
- 通常在类中属性,都被修饰为private(私有的:外部不能访问)
- 反射技术,可以做到对私有成员进行操作
示例:
"cn.itcast.pojo.Student" stu = new cn.itcast.pojo.Student();
给一个字符串:"cn.icast.pojo.Student"
创建一个对象:????? //使用new做不到
使用反射技术可以实现
示例:
给一个Student.class
程序在运行中,不能停止, 动态的获取一个Student.class
//使用反射技术,可以在JVM运行状态下,动态的获取并加载Student.class
小结
反射技术 :对类进行解剖的技术
反射技术的作用:可以不通过传统方式,来实现类的实例化、方法的调用
- 实现的提前:需要使用Class对象
05_反射:Class类
目标
- 掌握Class对象的获取方式 【掌握】
路径
- Class类
- 获取Class类对象的方式
- Class类中的常用方法
Class类
-
Class就是用来描述正在运行的java类型
-
Class
类的实例表示Java中任何正在运行的类型,每一个类型都有与之对应的Class对象-
比如:类,接口,枚举,注解,数组,基本数据类型,void 都有与之对应的Class对象
-
类名.class 接口名.class int.class boolean.class array.class
-
-
获取Class对象
获取Class类对象的方式有3种:
方式一:类型名.class //Student.class
方式二:对象.getClass() //对象名.getClass()
方式三:Class.forName(String className) //className是全路径类名 = 包名+类型名
//方式1:类型名.class
//应用场景: 当类名明确时,可以直接使用"类名.class"
Class clz = String.class
Class clz = int.class
Class clz = double.class
//方式2:对象.getClass()
//应用场景:通常是应用方法中
public void method(Student stu){
Class clz = stu.getClass();
}
//方式3: Class.forName("类的全名称");//带有包名的类
//应用场景: 通常使用在读取配置文件中的类型
pro.properties文件
--------------文件内容------------------
className=cn.icast.pojo.Student
---------------------------------------
//代码实现
ResourceBundler r = ResourceBundler.getBundler("pro");
String className = r.getString("className");//"cn.icast.pojo.Student"
Class StudentClass = Class.forName(className);//className="cn.icast.pojo.Student"
//当获取到Class对象了,就可以对类进行解剖了
Class类中的常用方法
String getSimpleName() // 获得类名字符串:类名
String getName() // 获得类全名:包名+类名
T newInstance() // 创建Class对象关联类的对象 (前提:类中有一个无参构造方法)
//示例:
Studentod类 cn.itcast.pojo.Student //public Student(){}
Class stuClass = Student.class;
Object obj = stuClass.newInstance();//调用Student() 创建Student对象
Student stu = (Student) obj;
代码实现:
public class Test01 {
@Test
public void testMethod3() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class stuClass = Class.forName("com.cls.demo2.Student");
Student stu = (Student) stuClass.newInstance();
stu.study();
}
@Test
public void testMethod2() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
Student stu =new Student();
//对象名.getClass()
Class studentClass = stu.getClass();
Student student = (Student) studentClass.newInstance();
student.study();
}
@Test
public void testMethod1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
// 类型名.class
Class studentClass = Student.class;
//System.out.println(studentClass);
System.out.println("带有包名的类:"+studentClass.getName());
System.out.println("类名:"+studentClass.getSimpleName());
//实例化Student对象
Object obj = studentClass.newInstance();
Student stu = (Student) obj;
stu.age=20;
stu.name="张三";
System.out.println(stu.name+"==="+stu.age);
stu.study();
}
}
小结
获取Class对象的方式:
- 类型名.class //明确了具体的类型时,直接使用:类名.class
- 对象名.getClass() //当方法中传递的对象时,使用:对象名.getClass()
- Class类中的静态方法:forName(“带有包名的类”) //从配置文件中读取到类的全名称时
06_反射:构造器
目标
- 能够使用Class对象获取构造器Constructor对象 【掌握】
路径
- Constructor类
- 获取构造器Constructor对象的方式
- Constructor类中常用方法
Constructor类
Class中的类型:
构造方法对应的类型: Constructor类型
字段:Field
方法:Method
Constructor类
- 代表构造方法(构造器)
- 类中的每一个构造方法都是一个Constructor类的对象
反射技术中构造器的目的:
- 获得Constructor对象来创建类的对象
- 大白话:不使用new关键字,通过Constructor来创建对象
获取Constructor对象的方式
Constructor对象的获取和Class类中方法有关:
Constructor[] getConstructors()
//获得类中的所有构造方法对象,只能获得public的
Constructor[] getDeclaredConstructors()
//获得类中的所有构造方法对象
//可以是public、protected、(默认)、private修饰符的构造方法
Constructor getConstructor( Class... parameterTypes)
//根据参数类型获得对应的Constructor对象 获取public修饰的
//只能获得public修饰的构造方法
/*示例: Student public Student(String name, int age) public Student(int age)
Class stuClass = Student.class;
//根据给定的参数类型,来获取匹配的构造器对象
Constructor c = stuClass.getConstructor( String.class , int.class );
*/
Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)
//根据参数类型获得对应的Constructor对象
//可以是public、protected、默认、private修饰符的构造方法
Constructor类常用方法
T newInstance(Object... initargs)
//根据指定的参数创建对象
/*
Class stuClass = Student.class;
//根据给定的参数类型,来获取匹配的构造器对象
Constructor c = stuClass.getConstructor( String.class , int.class );
//使用构造器对象,来实例化Student
c.newInstance( "张三", 22 );//Student(String name, int age)
//无参构造
Constructor c = stuClass.getConstructor();
Student stu = (Student) c.newInstance();
*/
void setAccessible(true)//应用场景:仅适用于访问有权限检查的成员
//设置"暴力反射" ——是否取消权限检查,true取消权限检查,false表示不取消
代码实现:
public class Test1 {
@Test
public void testMethod1() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取构造器的步骤
/*1、先获取到Class对象
2、使用Class对象中的方法,获取Constructor对象
3、使用Constructor对象,实例化类
*/
//获取Class对象(Student.class)
Class stuClass = Student.class;
//获取Constructor对象: public Student()
Constructor con1 = stuClass.getConstructor();
System.out.println(con1);
Student stu = (Student)con1.newInstance();
stu.name="小崔";
System.out.println(stu.name);
}
}
小结
Constructor类:
- 代表类中的一个构造方法
获取Constructor类的方式:
//获取public修饰的构造方法
Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)
//获取非public修饰的方法
Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)
常用方法:
Object newInstance(Object... param) //利用构造器对象,实例化自定义对象
void setAccessible(true) //消除JVM对权限的检查操作 (一次性的。只是对当前操作去除)
07_反射:使用构造器创建对象
目标
- 能够使用构造器Constructor对象创建对象 【重要】
路径
- 案例:使用无参构造器创建对象
- 案例:使用有参构造器创建对象
- 案例:使用私有构造器创建对象
案例:使用无参构造器创建对象
@Test
public void testMethod1() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象(Student.class)
Class stuClass = Student.class;
//利用Class对象,来获取构造器对象
Constructor con = stuClass.getConstructor();//方法中的参数为可变参数,可以不传递值
//使用Constructor对象中的方法,来实例化Student类对象
Student stu = (Student) con.newInstance();//方法中的参数是可变参数
stu.study();
}
案例:使用有参构造器创建对象
//有参构造方法
@Test
public void testMethod2() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象(Student.class)
Class stuClass = Student.class;
//public Student(String name, int age, String gender)
//获取带有参数的构造器对象
//参数:是用来设置构造方法中参数的类型是什么
Constructor con = stuClass.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
//实例化有参构造方法
//参数:要传递给Student(String name, int age, String gender)的数据
Student stu = (Student) con.newInstance("熊大", 22, "男");
//调用对象中的方法
stu.study();
}
案例:使用私有构造器创建对象
@Test
public void testMethod3() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象(Student.class)
Class stuClass = Student.class;
// private Student(String name)
//获取私有构造器对象
Constructor con = stuClass.getDeclaredConstructor(String.class);
//当需要对私有成员操作时,需要先取消JVM对访问权限的检查操作
con.setAccessible(true);//暴力破解(取消权限检查) //仅在当前次取消
//使用私有构造器,实例化Student对象
Student stu = (Student) con.newInstance("文平");
System.out.println(stu.name);
stu.study();
}
小结
当获取到私有构造器后,要使用该构造器创建对象,需要:
- 取消权限检查:setAccessible(true)
08_反射:方法
目标
- 掌握Method对象的获取方式 【重要】
路径
- Method类
- 获取Method对象的方式
- Method类常用方法
Method
Method类
-
代表一个成员方法
- 每一个成员方法都是一个Method类的对象
反射技术中使用Method的目的:
- 通过Method对象来调用成员方法
获取Method对象的方式
Method对象的获取和Class类中方法有关:
Method[] getMethods();
//获得当前类和其父类中的所有public成员方法对象,返回数组
Method[] getDeclaredMethods();
//获得当前类中的所有成员方法对象,返回数组
//只获得本类的,包括public、protected、默认、private的
Method getMethod(String name,Class...args);
//根据方法名和参数类型获得对应的成员方法对象,只能获得public的
//参数说明:
name : 类中方法的名字
args : 方法中参数类型的Class 例:int.class
Method getDeclaredMethod(String name,Class...args);
//根据方法名和参数类型获得对应的成员方法对象,包括public、protected、(默认)、private的
Method类常用方法
//使用方法对象,调用对象中的方法执行(入栈执行)
Object invoke(Object obj, Object... args)
// obj: 对象 //"对象名.方法"
// args:调用方法时传递的实参
//返回值: Object类型
void setAccessible(true)
// 设置"暴力访问" ——是否取消权限检查,true取消权限检查,false表示不取消
代码实现:
//获取Method对象的步骤:
1、先获取Class对象
2、使用Class对象,获取Method对象
3、使用Method对象,执行方法
public class Test01 {
@Test
public void testMethod1() throws ClassNotFoundException {
//获取Class对象
Class stuClass = Class.forName("com.method.demo1.Student");
//使用Class对象,获取Method对象
Method[] methods = stuClass.getMethods();//获取本类及父类中所有的public方法
for (Method m : methods){
System.out.println(m);
}
}
@Test
public void testMethod2() throws ClassNotFoundException {
//获取Class对象
Class stuClass = Class.forName("com.method.demo1.Student");
//使用Class对象,获取Method对象
Method[] methods = stuClass.getDeclaredMethods();//获取本类中所有方法(包含私有)
for (Method m : methods){
System.out.println(m);
}
}
}
小结
在反射中获取Method对象的步骤:
1、 先获取Class对象
2、基于Class对象,获取Method对象
3、使用Method对象,执行该方法
获取Method对象的方式:
//可以获取到本类及父类中public修饰的方法(指定方法名及方法中的参数类型)
Method getMethod(String name,Class...args);
//获取本类中任意的方法(指定方法名及方法中的参数类型)
Method getDeclaredMethod(String name,Class...args);
Method类中常用方法:
//执行Method对象所代表的方法
Object invoke(Object 对象 , Object... 方法中需要的实参);
void setAccessible(true)
09_反射:方法调用
目标
- 能够使用Method对象执行方法 【掌握】
路径
- 案例:调用无参无返回值的方法
- 案例:调用有参有返回值的方法
- 案例:调用私有方法
- 案例:调用静态方法
案例:调用无参无返回值的方法
@Test
public void testMethod1() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class stuClass = Student.class;
//因为在调用Method时,需要传递Student对象
Constructor con = stuClass.getConstructor();
Student stu = (Student)con.newInstance();
//获取public void study()方法的对象
Method method = stuClass.getMethod("study");
//使用Method对象 执行study()方法
method.invoke( stu );
}
案例:调用有参有返回值的方法
//有参有返回值
@Test
public void testMethod2() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class stuClass = Student.class;
//因为在调用Method时,需要传递Student对象
Constructor con = stuClass.getConstructor();
Student stu = (Student)con.newInstance();
//获取public String sayHello(String name)方法的Method对象
Method method = stuClass.getMethod("sayHello", String.class);
//调用method方法
Object result = method.invoke(stu,"波波");
System.out.println(result);
}
案例:调用私有方法
//私有方法
@Test
public void testMethod3() throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchMethodException {
//获取Class对象
Class stuClass = Student.class;
//因为在调用Method时,需要传递Student对象
Constructor con = stuClass.getConstructor();
Student stu = (Student)con.newInstance();
//获取 private void eat(String name)方法的Method对象
Method method = stuClass.getDeclaredMethod("eat", String.class);
//去除JVM对当前次权限的检查
method.setAccessible(true);
//执行method方法
method.invoke(stu,"红烧肉");
}
案例:调用静态方法
//静态方法
@Test
public void testMethod4() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
//获取Class对象
Class stuClass = Student.class;
//静态方法的调用不需要对象。"类名.静态方法()"
//获取public static void sleep()方法的Method对象
Method method = stuClass.getMethod("sleep");
//执行静态方法
method.invoke(null);//不需要传递对象(null就表示执行静态方法)
}
小结
Method对象的使用步骤:
1、获取Class对象
2、基于Class对象,获取Method对象
-
//有参方法 Method method = Class对象.getMethod("方法名",参数1类型.class,参数2类型.class ...); //无参方法 Method method = class对象.getMethod("方法名");
3、使用Method对象,执行方法
-
//调用非静态方法 method对象.invoke(实例对象,方法中需要的实参) //调用静态方法 method对象.invoke(null,方法中需要的实参)
反射的作用案例演示
-
作用
反射是框架的灵魂!框架的底层一定会用到反射技术。
-
需求:要把猫的睡觉方法 变成 狗的吃饭方法
-
效果:使用反射+Properties完成配置文件。把需要修改的灵活的内容写在配置文件中,代码不需要做任何的改动。
- 案例演示
public class Dog {
public void eat(){
System.out.println("狗爱吃肉");
}
public void sleep(){
System.out.println("狗睡觉流口水");
}
}
public class Cat {
public void eat(){
System.out.println("猫爱吃鱼");
}
public void sleep(){
System.out.println("猫睡觉打呼噜");
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//不使用反射
//需求: 要把猫的睡觉方法 变成 狗的吃饭方法
//Dog d = new Dog();
//d.eat();
//使用反射
//properties
Properties pro = new Properties();
//load():可以把文件中的键值对读取到集合中
FileReader fr = new FileReader("day21\\aaa.txt");
pro.load(fr);
//通过键获取值
String cn = pro.getProperty("className");
String mn = pro.getProperty("methodName");
//获取字节码对象
Class c = Class.forName(cn);
//获取空参构造
Constructor con = c.getConstructor();
//执行构造方法
Object o = con.newInstance();
//获取方法
Method m = c.getMethod(mn);
//执行方法
m.invoke(o);
}
}
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