1.类加载器

1.1类加载器【理解】

  • 作用
    负责将.class文件（存储的物理文件）加载在到内存中

1.2类加载的过程【理解】

  • 类加载时机
    • 创建类的实例（对象）
    • 调用类的类方法
    • 访问类或者接口的类变量，或者为该类变量赋值
    • 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
  • 类加载过程
    1. 加载
      • 通过包名 + 类名，获取这个类，准备用流进行传输
      • 在这个类加载到内存中
      • 加载完毕创建一个class对象

类加载器和反射 - 图1

  1. 链接
    • 验证
      确保Class文件字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身安全
      (文件中的信息是否符合虚拟机规范有没有安全隐患)

类加载器和反射 - 图2

  1.   - 准备<br />负责为类的类变量（被static修饰的变量）分配内存，并设置默认初始化值<br />(初始化静态变量)

类加载器和反射 - 图3

  1.   - 解析<br />将类的二进制数据流中的符号引用替换为直接引用<br />(本类中如果用到了其他类，此时就需要找到对应的类)

类加载器和反射 - 图4

  1. 初始化
    根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源
    (静态变量赋值以及初始化其他资源)
    类加载器和反射 - 图5
    • 小结
  • 当一个类被使用的时候，才会加载到内存
  • 类加载的过程: 加载、验证、准备、解析、初始化

1.3类加载的分类【理解】

  • 分类
    • Bootstrap class loader：虚拟机的内置类加载器，通常表示为null ，并且没有父null
    • Platform class loader：平台类加载器,负责加载JDK中一些特殊的模块
    • System class loader：系统类加载器,负责加载用户类路径上所指定的类库
  • 类加载器的继承关系
    • System的父加载器为Platform
    • Platform的父加载器为Bootstrap

  • 代码演示

    1. public class ClassLoaderDemo1 {
    2.   public static void main(String[] args) {
    3.       //获取系统类加载器
    4.       ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
    6.       //获取系统类加载器的父加载器 --- 平台类加载器
    7.       ClassLoader classLoader1 = systemClassLoader.getParent();
    9.       //获取平台类加载器的父加载器 --- 启动类加载器
    10.       ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
    12.       System.out.println("系统类加载器" + systemClassLoader);
    13.       System.out.println("平台类加载器" + classLoader1);
    14.       System.out.println("启动类加载器" + classLoader2);
    16.   }
    17. }

1.4双亲委派模型【理解】

  • 介绍
    如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行，如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式
    类加载器和反射 - 图6

1.5ClassLoader 中的两个方法【应用】

  • 方法介绍 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | public static ClassLoader getSystemClassLoader() | 获取系统类加载器 | | public InputStream getResourceAsStream(String name) | 加载某一个资源文件 |

  • 示例代码

    1. public class ClassLoaderDemo2 {
    2.   public static void main(String[] args) throws IOException {
    3.       //static ClassLoader getSystemClassLoader() 获取系统类加载器
    4.       //InputStream getResourceAsStream(String name)  加载某一个资源文件
    6.       //获取系统类加载器
    7.       ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
    9.       //利用加载器去加载一个指定的文件
    10.       //参数：文件的路径（放在src的根目录下，默认去那里加载）
    11.       //返回值：字节流。
    12.       InputStream is = systemClassLoader.getResourceAsStream("prop.properties");
    14.       Properties prop = new Properties();
    15.       prop.load(is);
    17.       System.out.println(prop);
    19.       is.close();
    20.   }
    21. }

2.反射

2.1反射的概述【理解】

  • 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属性和方法；
    这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

2.2获取Class类对象的三种方式【应用】

  • 三种方式分类
    • 类名.class属性
    • 对象名.getClass()方法
    • Class.forName(全类名)方法

类加载器和反射 - 图7

  • 示例代码

    1. public class Student {
    2.   private String name;
    3.   private int age;
    5.   public Student() {
    6.   }
    8.   public Student(String name, int age) {
    9.       this.name = name;
    10.       this.age = age;
    11.   }
    13.   public String getName() {
    14.       return name;
    15.   }
    17.   public void setName(String name) {
    18.       this.name = name;
    19.   }
    21.   public int getAge() {
    22.       return age;
    23.   }
    25.   public void setAge(int age) {
    26.       this.age = age;
    27.   }
    29.   public void study(){
    30.       System.out.println("学生在学习");
    31.   }
    33.   @Override
    34.   public String toString() {
    35.       return "Student{" +
    36.               "name='" + name + '\'' +
    37.               ", age=" + age +
    38.               '}';
    39.   }
    40. }
    41. public class ReflectDemo1 {
    42.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    43.       //1.Class类中的静态方法forName("全类名")
    44.           //全类名:包名 + 类名
    45.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect2.Student");
    46.       System.out.println(clazz);
    48.       //2.通过class属性来获取
    49.       Class clazz2 = Student.class;
    50.       System.out.println(clazz2);
    52.       //3.利用对象的getClass方法来获取class对象
    53.       //getClass方法是定义在Object类中.
    54.       Student s = new Student();
    55.       Class clazz3 = s.getClass();
    56.       System.out.println(clazz3);
    58.       System.out.println(clazz == clazz2);
    59.       System.out.println(clazz2 == clazz3);
    60.   }
    61. }

2.3反射获取构造方法并使用【应用】

2.3.1Class类获取构造方法对象的方法

  • 方法介绍 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | Constructor<?>[] getConstructors() | 返回所有公共构造方法对象的数组 | | Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() | 返回所有构造方法对象的数组 | | Constructor getConstructor(Class<?>… parameterTypes) | 返回单个公共构造方法对象 | | Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>… parameterTypes) | 返回单个构造方法对象 |

  • 示例代码

    1. public class Student {
    2.   private String name;
    3.   private int age;
    5.   //私有的有参构造方法
    6.   private Student(String name) {
    7.       System.out.println("name的值为:" + name);
    8.       System.out.println("private...Student...有参构造方法");
    9.   }
    11.   //公共的无参构造方法
    12.   public Student() {
    13.       System.out.println("public...Student...无参构造方法");
    14.   }
    16.   //公共的有参构造方法
    17.   public Student(String name, int age) {
    18.       System.out.println("name的值为:" + name + "age的值为:" + age);
    19.       System.out.println("public...Student...有参构造方法");
    20.   }
    21. }
    22. public class ReflectDemo1 {
    23.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    24.       //method1();
    25.       //method2();
    26.       //method3();
    27.       //method4();
    28.   }
    30.   private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    31.       //        Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
    32. //                                      返回单个构造方法对象
    33.       //1.获取Class对象
    34.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    35.       Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
    36.       System.out.println(constructor);
    37.   }
    39.   private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    40.       //        Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
    41. //                                      返回单个公共构造方法对象
    42.       //1.获取Class对象
    43.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    44.       //小括号中,一定要跟构造方法的形参保持一致.
    45.       Constructor constructor1 = clazz.getConstructor();
    46.       System.out.println(constructor1);
    48.       Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    49.       System.out.println(constructor2);
    51.       //因为Student类中,没有只有一个int的构造,所以这里会报错.
    52.       Constructor constructor3 = clazz.getConstructor(int.class);
    53.       System.out.println(constructor3);
    54.   }
    56.   private static void method2() throws ClassNotFoundException {
    57.       //        Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：
    58. //                                      返回所有构造方法对象的数组
    59.       //1.获取Class对象
    60.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    62.       Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
    63.       for (Constructor constructor : constructors) {
    64.           System.out.println(constructor);
    65.       }
    66.   }
    68.   private static void method1() throws ClassNotFoundException {
    69.       //        Constructor<?>[] getConstructors()：
    70. //                                      返回所有公共构造方法对象的数组
    71.       //1.获取Class对象
    72.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    73.       Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
    74.       for (Constructor constructor : constructors) {
    75.           System.out.println(constructor);
    76.       }
    77.   }
    78. }

2.3.2Constructor类用于创建对象的方法

  • 方法介绍 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | T newInstance(Object…initargs) | 根据指定的构造方法创建对象 | | setAccessible(boolean flag) | 设置为true,表示取消访问检查 |

  • 示例代码

    1. // Student类同上一个示例,这里就不在重复提供了
    2. public class ReflectDemo2 {
    3.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
    4.       //T newInstance(Object... initargs)：根据指定的构造方法创建对象
    5.       //method1();
    6.       //method2();
    7.       //method3();
    8.       //method4();
    10.   }
    12.   private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
    13.       //获取一个私有的构造方法并创建对象
    14.       //1.获取class对象
    15.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    17.       //2.获取一个私有化的构造方法.
    18.       Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
    20.       //被private修饰的成员,不能直接使用的
    21.       //如果用反射强行获取并使用,需要临时取消访问检查
    22.       constructor.setAccessible(true);
    24.       //3.直接创建对象
    25.       Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan");
    27.       System.out.println(student);
    28.   }
    30.   private static void method3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    31.       //简写格式
    32.       //1.获取class对象
    33.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    35.       //2.在Class类中,有一个newInstance方法,可以利用空参直接创建一个对象
    36.       Student student = (Student) clazz.newInstance();//这个方法现在已经过时了,了解一下
    38.       System.out.println(student);
    39.   }
    41.   private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
    42.       //1.获取class对象
    43.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    45.       //2.获取构造方法对象
    46.       Constructor constructor = clazz.getConstructor();
    48.       //3.利用空参来创建Student的对象
    49.       Student student = (Student) constructor.newInstance();
    51.       System.out.println(student);
    52.   }
    54.   private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
    55.       //1.获取class对象
    56.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student");
    58.       //2.获取构造方法对象
    59.       Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    61.       //3.利用newInstance创建Student的对象
    62.       Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan", 23);
    64.       System.out.println(student);
    65.   }
    66. }

2.3.3小结

  • 获取class对象
    三种方式: Class.forName(“全类名”), 类名.class, 对象名.getClass()
  • 获取里面的构造方法对象
    getConstructor (Class<?>… parameterTypes)
    getDeclaredConstructor (Class<?>… parameterTypes)
  • 如果是public的，直接创建对象
    newInstance(Object… initargs)
  • 如果是非public的，需要临时取消检查，然后再创建对象
    setAccessible(boolean) 暴力反射

2.4反射获取成员变量并使用【应用】

2.4.1Class类获取成员变量对象的方法

  • 方法分类 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | Field[] getFields() | 返回所有公共成员变量对象的数组 | | Field[] getDeclaredFields() | 返回所有成员变量对象的数组 | | Field getField(String name) | 返回单个公共成员变量对象 | | Field getDeclaredField(String name) | 返回单个成员变量对象 |

  • 示例代码

    1. public class Student {
    3.   public String name;
    5.   public int age;
    7.   public String gender;
    9.   private int money = 300;
    11.   @Override
    12.   public String toString() {
    13.       return "Student{" +
    14.               "name='" + name + '\'' +
    15.               ", age=" + age +
    16.               ", gender='" + gender + '\'' +
    17.               ", money=" + money +
    18.               '}';
    19.   }
    20. }
    21. public class ReflectDemo1 {
    22.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
    23.      // method1();
    24.       //method2();
    25.       //method3();
    26.       //method4();
    28.   }
    30.   private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
    31.       //        Field getDeclaredField(String name)：返回单个成员变量对象
    32.       //1.获取class对象
    33.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");
    35.       //2.获取money成员变量
    36.       Field field = clazz.getDeclaredField("money");
    38.       //3.打印一下
    39.       System.out.println(field);
    40.   }
    42.   private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
    43.       //        Field getField(String name)：返回单个公共成员变量对象
    44.       //想要获取的成员变量必须是真实存在的
    45.       //且必须是public修饰的.
    46.       //1.获取class对象
    47.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");
    49.       //2.获取name这个成员变量
    50.       //Field field = clazz.getField("name");
    51.       //Field field = clazz.getField("name1");
    52.       Field field = clazz.getField("money");
    54.       //3.打印一下
    55.       System.out.println(field);
    56.   }
    58.   private static void method2() throws ClassNotFoundException {
    59.       //        Field[] getDeclaredFields()：返回所有成员变量对象的数组
    60.       //1.获取class对象
    61.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");
    63.       //2.获取所有的Field对象
    64.       Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
    66.       //3.遍历
    67.       for (Field field : fields) {
    68.           System.out.println(field);
    69.       }
    70.   }
    72.   private static void method1() throws ClassNotFoundException {
    73.       //        Field[] getFields()：返回所有公共成员变量对象的数组
    75.       //1.获取class对象
    76.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");
    78.       //2.获取Field对象.
    79.       Field[] fields = clazz.getFields();
    81.       //3.遍历
    82.       for (Field field : fields) {
    83.           System.out.println(field);
    84.       }
    85.   }
    86. }

2.4.2Field类用于给成员变量赋值的方法

  • 方法介绍 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | void set(Object obj, Object value) | 赋值 | | Object get(Object obj) | 获取值 |

  • 示例代码

    1. // Student类同上一个示例,这里就不在重复提供了
    2. public class ReflectDemo2 {
    3.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
    4. //        Object get(Object obj) 返回由该 Field表示的字段在指定对象上的值。
    5.       //method1();
    6.       //method2();
    8.   }
    10.   private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    11.       //1.获取class对象
    12.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");
    14.       //2.获取成员变量Field的对象
    15.       Field field = clazz.getDeclaredField("money");
    17.       //3.取消一下访问检查
    18.       field.setAccessible(true);
    20.       //4.调用get方法来获取值
    21.       //4.1创建一个对象
    22.       Student student = (Student) clazz.newInstance();
    23.       //4.2获取指定对象的money的值
    24.       Object o = field.get(student);
    26.       //5.打印一下
    27.       System.out.println(o);
    28.   }
    30.   private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    31.       //        void set(Object obj, Object value)：给obj对象的成员变量赋值为value
    32.       //1.获取class对象
    33.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student");
    35.       //2.获取name这个Field对象
    36.       Field field = clazz.getField("name");
    38.       //3.利用set方法进行赋值.
    39.       //3.1先创建一个Student对象
    40.       Student student = (Student) clazz.newInstance();
    41.       //3.2有了对象才可以给指定对象进行赋值
    42.       field.set(student,"zhangsan");
    44.       System.out.println(student);
    45.   }
    46. }

2.5反射获取成员方法并使用【应用】

2.5.1Class类获取成员方法对象的方法

  • 方法分类 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | Method[] getMethods() | 返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的 | | Method[] getDeclaredMethods() | 返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的 | | Method getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes) | 返回单个公共成员方法对象 | | Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>… parameterTypes) | 返回单个成员方法对象 |

  • 示例代码

    1. public class Student {
    3.   //私有的，无参无返回值
    4.   private void show() {
    5.       System.out.println("私有的show方法，无参无返回值");
    6.   }
    8.   //公共的，无参无返回值
    9.   public void function1() {
    10.       System.out.println("function1方法，无参无返回值");
    11.   }
    13.   //公共的，有参无返回值
    14.   public void function2(String name) {
    15.       System.out.println("function2方法，有参无返回值,参数为" + name);
    16.   }
    18.   //公共的，无参有返回值
    19.   public String function3() {
    20.       System.out.println("function3方法，无参有返回值");
    21.       return "aaa";
    22.   }
    24.   //公共的，有参有返回值
    25.   public String function4(String name) {
    26.       System.out.println("function4方法，有参有返回值,参数为" + name);
    27.       return "aaa";
    28.   }
    29. }
    30. public class ReflectDemo1 {
    31.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    32.       //method1();
    33.       //method2();
    34.       //method3();
    35.       //method4();
    36.       //method5();
    37.   }
    39.   private static void method5() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    40.       //        Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：
    41. //                                返回单个成员方法对象
    42.       //1.获取class对象
    43.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");
    44.       //2.获取一个成员方法show
    45.       Method method = clazz.getDeclaredMethod("show");
    46.       //3.打印一下
    47.       System.out.println(method);
    48.   }
    50.   private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    51.       //1.获取class对象
    52.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");
    53.       //2.获取一个有形参的方法function2
    54.       Method method = clazz.getMethod("function2", String.class);
    55.       //3.打印一下
    56.       System.out.println(method);
    57.   }
    59.   private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    60.       //        Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) ：
    61. //                                返回单个公共成员方法对象
    62.       //1.获取class对象
    63.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");
    64.       //2.获取成员方法function1
    65.       Method method1 = clazz.getMethod("function1");
    66.       //3.打印一下
    67.       System.out.println(method1);
    68.   }
    70.   private static void method2() throws ClassNotFoundException {
    71.       //        Method[] getDeclaredMethods()：
    72. //                                返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的
    73.       //1.获取class对象
    74.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");
    76.       //2.获取Method对象
    77.       Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
    78.       //3.遍历一下数组
    79.       for (Method method : methods) {
    80.           System.out.println(method);
    81.       }
    82.   }
    84.   private static void method1() throws ClassNotFoundException {
    85.       //        Method[] getMethods()：返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的
    86.       //1.获取class对象
    87.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");
    88.       //2.获取成员方法对象
    89.       Method[] methods = clazz.getMethods();
    90.       //3.遍历
    91.       for (Method method : methods) {
    92.           System.out.println(method);
    93.       }
    94.   }
    95. }

2.5.2Method类用于执行方法的方法

  • 方法介绍 | 方法名 | 说明 | | —- | —- | | Object invoke(Object obj, Object… args) | 运行方法 |

  • 参数一: 用obj对象调用该方法
    参数二: 调用方法的传递的参数(如果没有就不写)
    返回值: 方法的返回值(如果没有就不写)

  • 示例代码

    1. public class ReflectDemo2 {
    2.   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
    3. //        Object invoke(Object obj, Object... args)：运行方法
    4. //        参数一：用obj对象调用该方法
    5. //        参数二：调用方法的传递的参数（如果没有就不写）
    6. //        返回值：方法的返回值（如果没有就不写）
    8.       //1.获取class对象
    9.       Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student");
    10.       //2.获取里面的Method对象  function4
    11.       Method method = clazz.getMethod("function4", String.class);
    12.       //3.运行function4方法就可以了
    13.       //3.1创建一个Student对象,当做方法的调用者
    14.       Student student = (Student) clazz.newInstance();
    15.       //3.2运行方法
    16.       Object result = method.invoke(student, "zhangsan");
    17.       //4.打印一下返回值
    18.       System.out.println(result);
    19.   }
    20. }