day43-反射02(反射怎么解释)

Java反射02 2.Class类 2.1基本介绍 Class类也是类，因此也继承Object类 Class类对象不是new出来的，而是系统创建的 对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次 每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成 通过Class对象可以得到一个类 ... Java反射022.Class类2.1基本介绍

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Class类也是类，因此也继承Object类

Class类对象不是new出来的，而是系统创建的

对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次

每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成

通过Class对象可以得到一个类的完整结构（通过一系列API）

Class对象是存放在堆的

类的字节码二进制数据，是放在方法区的，有的地方称为类的元数据（包括 方法代码，变量名，方法名，访问权限等）

当我们加载完类之后，除了会在堆里生成一个Class类对象，还会在方法区生成一个类的字节码二进制数据（元数据）

例子：

package li.reflection.class_;import li.reflection.Cat;//对Class类的特点的梳理public class Class01 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { //1.Class类对象不是new出来的，而是系统创建的 //1.1.传统的 new对象 /**通过ClassLoader类中的loadClass方法： * public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { * return loadClass(name, false); * } */ //Cat cat = new Cat(); //1.2反射的方式 /**在这里debug，需要先将上面的Cat cat = new Cat();注释掉，因为同一个类只加载一次，否则看不到loadClass方法 * （这里也验证了：3.对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次） * 仍然是通过 ClassLoader类的loadClass方法加载 Cat类的 Class对象 * public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { * return loadClass(name, false); * } */ Class cls1 = Class.forName("li.reflection.Cat"); //2.对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次 Class cls2 = Class.forName("li.reflection.Cat"); //这里输出的hashCode是相同的，说明cls1和cls2是同一个Class类对象 System.out.println(cls1.hashCode());//1554874502 System.out.println(cls2.hashCode());//1554874502 }}

Class类对象不是new出来的，而是系统创建的：

在Cat cat = new Cat();处打上断点，点击force step into，可以看到

注释Cat cat = new Cat();，在Class cls1 = Class.forName("li.reflection.Cat");处打上断点，可以看到 仍然是通过 ClassLoader类加载 Cat类的 Class对象

2.2Class类常用方法public static Class<?> forName(String className)//传入完整的“包.类”名称实例化Class对象public Constructor[] getContructors() //得到一个类的全部的构造方法public Field[] getDeclaredFields()//得到本类中单独定义的全部属性public Field[] getFields()//得到本类继承而来的全部属性public Method[] getMethods()//得到一个类的全部方法public Method getMethod(String name,Class..parameterType)//返回一个Method对象，并设置一个方法中的所有参数类型public Class[] getInterfaces() //得到一个类中锁实现的全部接口public String getName() //得到一个类完整的“包.类”名称public Package getPackage() //得到一个类的包public Class getSuperclass() //得到一个类的父类public Object newInstance() //根据Class定义的类实例化对象public Class<?> getComponentType() //返回表示数组类型的Classpublic boolean isArray() //判断此class是否是一个数组

应用实例

Car:

package li.reflection;public class Car { public String brand = "宝马"; public int price = 500000; public String color ="白色"; @Override public String toString() { return "Car{" + "brand='" + brand + '\'' + ", price=" + price + ",\'' + '}'; }}

Class02:

package li.reflection.class_;import li.reflection.Car;import java.lang.reflect.Field;//演示Class类的常用方法public class Class02 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException { String classAllPath = "li.reflection.Car"; //1.获取到 Car类 对应的 Class对象 //<?>表示不确定的Java类型 Class<?> cls = Class.forName(classAllPath); //2.输出cls System.out.println(cls);//将会显示cls对象是哪个类的Class对象 class li.reflection.Car System.out.println(cls.getClass());//输出cls的运行类型 class java.lang.Class //3.得到包名 System.out.println(cls.getPackage().getName());//li.reflection :Class对象对应的类是在哪个包下面 //4.得到全类的名称 System.out.println(cls.getName());//li.reflection.Car //5.通过cls创建一个对象实例 Car car = (Car)cls.newInstance(); System.out.println(car);//调用car.toString() //6.通过反射获得属性 如：brand Field brand = cls.getField("brand"); System.out.println(brand.get(car));//宝马 //7.通过反射给属性设置值 brand.set(car,"奔驰"); System.out.println(brand.get(car));//奔驰 //8.遍历得到所有的属性（字段） Field[] fields = cls.getFields(); for (Field f:fields) { System.out.println(f.getName());//依次输出各个属性字段的名称 } }}2.3获取Class类对象的各种方式

前提：已经知道一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException

实例：Class cls1 = Class.forName("java.lang.Cat");

应用场景：多用于配置文件，读取类全路径，加载类

前提：若已知具体的类，通过 类.class 获取，该方式最为安全可靠，程序性能最高

实例：Class cls2 = Cat.class;

应用场景：多用于参数传递，比如通过反射得到对应构造器对象

前提：已某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

实例：Class cls3 = 对象.getClass();//运行类型

应用场景：通过创建好的对象，获取Class对象

其他方式

ClassLoader cl = 对象.getClass().getClassLoad();

Class cls4 = cl.loadClass("类的全类名");

基本数据类型byte,short,int,long,double,float,boolean.char, 按如下方式得到Class类对象

Class cls = 基本数据类型.class

基本数据类型对应的包装类，可以通过.TYPE得到Class类对象

Class cls = 包装类.TYPE

例子：

package li.reflection.class_;import li.reflection.Car;//演示得到Class对象的各种方式public class getClass_ { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { //1.Class.forName String classAllPath = "li.reflection.Car";//这里一般是通过配置文件获取全路径 Class cls1 = Class.forName(classAllPath); System.out.println(cls1);//class li.reflection.Car //2.类名.class ,多用于参数传递 Class cls2 = Car.class; System.out.println(Car.class);//class li.reflection.Car //3.对象.getClass() ,应用场景，有对象实例 Car car = new Car(); Class cls3 = car.getClass(); System.out.println(cls3);//class li.reflection.Car //4.通过类加载器(4种)来获取到类的 Class对象 //(1)先得到car对象的类加载器（每个对象都有一个类加载器） ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader(); //（2）通过类加载器得到Class对象 Class cls4 = classLoader.loadClass(classAllPath); System.out.println(cls4);//class li.reflection.Car //cls1,cls2,cls3,cls4其实是同一个Class对象 System.out.println(cls1.hashCode());//1554874502 System.out.println(cls2.hashCode());//1554874502 System.out.println(cls3.hashCode());//1554874502 System.out.println(cls4.hashCode());//1554874502 //5.基本数据类型按如下方式得到Class类对象 Class<Integer> integerClass = int.class; Class<Character> characterClass = char.class; Class<Boolean> booleanClass = boolean.class; System.out.println(integerClass);//int System.out.println(characterClass);//char System.out.println(booleanClass);//boolean //6.基本数据类型对应的8种包装类，可以通过 .TYPE得到Class类对象 Class<Integer> type1 = Integer.TYPE; Class<Character> type2 = Character.TYPE; System.out.println(type1); System.out.println(integerClass.hashCode());//1846274136 System.out.println(type1.hashCode());//1846274136 }}2.4哪些类型有Class对象外部类，成员内部类，静态内部类，局部内部类，匿名内部类interface：接口数组enum：枚举annotation：注解基本数据类型void

例子：

package li.reflection.class_;import java.io.Serializable;//演示哪些类有Class对象public class allTypeClass { public static void main(String[] args) { Class<String> cls1 = String.class;//外部类 Class<Serializable> cls2 = Serializable.class;//接口 Class<Integer[]> cls3 = Integer[].class;//数组 Class<float[][]> cls4 = float[][].class;//二维数组 Class<Deprecated> cls5 = Deprecated.class;//注解 //Thread类中的枚举State--用来表示线程状态 Class<Thread.State> cls6 = Thread.State.class;//枚举 Class<Long> cls7 = long.class;//基本数据类型 Class<Void> cls8 = void.class;//void类型 Class<Class> cls9 = Class.class;//Class类也有 System.out.println(cls1);//class java.lang.String System.out.println(cls2);//interface java.io.Serializable System.out.println(cls3);//class [Ljava.lang.Integer; System.out.println(cls4);//class [[F System.out.println(cls5);//interface java.lang.Deprecated System.out.println(cls6);//class java.lang.Thread$State System.out.println(cls7);//long System.out.println(cls8);//void System.out.println(cls9);//class java.lang.Class }}2.5类加载

基本说明：

反射机制是java实现动态语言的关键，也就是通过反射实现类动态加载

静态加载：编译时加载相关的类，如果没有则报错，依赖性太强

静态加载的类，即使没有用到也会加载，并且进行语法的校验

动态加载：运行时加载相关的类，如果运行时不用该类，即使不存在该类，也不会报错，降低了依赖性

类加载的时机：

当创建对象时（new）//静态加载当子类被加载时 //静态加载调用类中的静态成员时 //静态加载通过反射 //动态加载

例子：静态加载和动态加载

import java.lang.reflect.*;import java.util.*;public class classLoad_ { public static void main(String[] args) throws Exception { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入key"); String key = scanner.next(); switch (key) { case "1": Dog dog = new Dog();//静态加载，依赖性很强 dog.cry(); break; case "2": //反射 -->动态加载 Class cls = Class.forName("Person"); //加载Person[动态加载] Object o = cls.newInstance(); Method m = cls.getMethod("hi"); m.invoke(o); System.out.println("ok"); break; default: System.out.println("do nothing..."); } }}//因为new Dog()是静态加载，因此必须编写Dog//Person类是动态加载，所以即使没有编写Person类也不会报错，只有当动态加载该类时，（有问题）才会报错class Dog{ public void cry(){ System.out.println("小狗在哭泣.."); }}

在没有编写Dog类时，即使在switch选择中，不一定会运行到new dog对象的case1，但是程序仍然报错了，因为静态加载的类，即使没有用到，也会加载，并且进行语法的校验

在编写了Dog类对象后，可以看到编译通过：

运行程序：可以看到，即使没有编写Person类，但是运行时没有用到，就不会报错

使用到Person类，报错：（运行时加载）

2.6类的加载过程类加载过程图

类加载各阶段完成的任务加载阶段：将类的class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成。连接阶段：将类的二进制数据合并到jre中初始化阶段：JVM负责对类进行初始化，这里主要是指静态成员2.6.1加载阶段

JVM 在该阶段的主要目的是，将字节码从不同的数据源（可能是class文件，也可能是jar包，甚至网络）转化为二进制字节流加载到内存中，并生成一个代表该类的java.lang.Class对象

2.6.2连接阶段-验证

目的是为了确保Class文件的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的安全包括：文件格式验证（是否以 魔数 oxcafebabe开头）、元数据验证、字节码验证和符号引用验证

可以考虑使用 -Xverify：none 参数关闭大部分的类验证措施，缩短虚拟机类加载的时间2.6.3连接阶段-准备

JVM会在该阶段对静态变量，分配内存并默认初始化（对应的数据类型的默认初始值，如0，0L，null，false等）。这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配

例如：

package li.reflection.classload_;//我们说明一个类加载的链接阶段-准备public class ClassLoad02 { public static void main(String[] args) { }}class A { //属性-成员变量-字段 //一个类加载的链接阶段中的准备阶段 属性是如何处理的 //1. n1 是实例变量，不是静态变量，因此在准备阶段，是不会分配内存的 //2. n2 是静态变量，分配内存 n2，且默认初始化为 0，而不是20 //3. n3 是static final，是常量，它和静态变量不一样，因为一旦赋值就不变，n3 = 30 public int n1 = 10; public static int n2 = 20; public static final int n3 = 30;}2.6.4连接阶段-解析

虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接应用的过程

个人理解 java虚拟机中的符号引用和直接引用_maerdym的博客-CSDN博客

2.6.5初始化阶段

到初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码，此阶段是执行<clinit>()方法的过程<clinit>()方法是 由编译器按语句在源文件中出现的顺序，依次自动收集类中的 所有静态变量 的赋值动作 和 静态代码块中的语句，并进行合并。-->例子1虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步，如果多线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。

例子1：演示类加载的初始化阶段

package li.reflection.classload_;//演示类加载的初始化阶段public class ClassLoad03 { public static void main(String[] args) { //分析： /** * 1.加载B类，并生成 B的Class对象 * 2.链接 ：将num默认初始化为 0 * 3.初始化阶段： * 3.1依次 自动收集类中的 所有静态变量的赋值动作 和 静态代码块中的语句,并合并 * 收集： * clinit(){ * System.out.println("B的静态代码块被执行"); * num = 300; * num = 100; * } * 合并：num =100; */ //直接使用类的静态属性也会导致类的加载 System.out.println(B.num);//100 }}class B { static { System.out.println("B的静态代码块被执行"); num = 300; } static int num = 100; public B() { System.out.println("B的构造器被执行"); }}

例子2：

在例子1中的程序里创建一个B类对象，打上断点，debug源码：

可以看到在底层中，使用了对象锁synchronized (getClassLoadingLock(name)) :

也就是说，加载类的时候，是有类的同步控制机制。

正因为有这个机制，才能保证某个类在内存中，只有一份Class对象。