Java教程
JAVA之类加载器&反射&模块化
本文主要是介绍JAVA之类加载器&反射&模块化，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
JAVA学习之阶段九
- 1.类加载器
- 1.1类加载
- 1.2类加载器
- 2.反射
- 2.1概述
- 2.2获取对象的三种方式
- 2.2获取构造方法
- 2.3获取成员变量
- 2.4获取成员方法
- 2.5案例
- 3.模块化
- 3.1概述
- 3.2模块服务的基本使用
- 4.反射常见面试题
1.类加载器
1.1类加载
1.类加载的描述 当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过类的加载，类的连接，类的初始化这三个步骤来对类进行初始化。如果不出现意外情况，JVM将会连续完成这三个步骤，所以有时也把这三个步骤统称为类加载或者类初始化 2.类的加载 就是指将class文件读入内存，并为之创建一个 java.lang.Class 对象 任何类被使用时，系统都会为之建立一个 java.lang.Class 对象 3.类的连接 验证阶段：用于检验被加载的类是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致 准备阶段：负责为类的类变量分配内存，并设置默认初始化值 解析阶段：将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用 4.类的初始化 在该阶段，主要就是对类变量进行初始化 5.类的初始化步骤 假如类还未被加载和连接，则程序先加载并连接该类 假如该类的直接父类还未被初始化，则先初始化其直接父类 假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句 注意：在执行第2个步骤的时候，系统对直接父类的初始化步骤也遵循初始化步骤1-3 6.类的初始化时机 创建类的实例 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
1.2类加载器
1.类加载器的作用: 负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的 java.lang.Class 对象。虽然我们不用过分关心类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行！ 2.JVM的类加载机制 全盘负责： 就是当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显示使用另外一个类加载器来载入 父类委托： 就是当一个类加载器负责加载某个Class时，先让父类加载器试图加载该Class，只有在父类加载器无法加载该类时才尝试从自己的类路径中加载该类 缓存机制： 保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序需要使用某个Class对象时，类加载器先从缓存区中搜索该Class，只有当缓存区中不存在该Class对象时，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换成Class对象，存储到缓存区 3.Java中的内置类加载器: Bootstrap class loader 它是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 平台类加载器可以看到所有平台类 ，平台类包括由平台类加载器或其祖先定义的Java SE平台API，其实现类和JDK特定的运行时类 System class loader 它也被称为应用程序类加载器 ，与平台类加载器不同。 系统类加载器通常用于定义应用程序类路径，模块路径和JDK特定工具上的类 类加载器的继承关系 System的父加载器为Platform，而Platform的父加载器为Bootstrap ClassLoader 中的两个方法 static ClassLoader getSystemClassLoader() 返回用于委派的系统类加载器 ClassLoader getParent() 返回父类加载器进行委派
2.反射
2.1概述
是指在运行时去获取一个类的变量和方法信息。然后通过获取到的信息来创建对象，调用方法的一种机制。由于这种动态性，可以极大的增强程序的灵活性，程序不用在编译期就完成确定，在运行期仍然可以扩展
2.2获取对象的三种方式
- 类名.class属性
- 对象名.getClass()方法
- Class.forName(全类名)方法
代码实现:
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//使用类的class属性来获取该类对应的Class对象
Class<Student> c1 = Student.class;
System.out.println(c1);
Class<Student> c2 = Student.class;
System.out.println(c1 == c2);
System.out.println("--------");
//调用对象的getClass()方法，返回该对象所属类对应的Class对象
Student s = new Student();
Class<? extends Student> c3 = s.getClass();
System.out.println(c1 == c3);
System.out.println("--------");
//使用Class类中的静态方法forName(String className)
Class<?> c4 = Class.forName("com.itheima_02.Student");
System.out.println(c1 == c4);
}
}
2.2获取构造方法
Class类获取构造方法对象的方法:
代码实现:
public class ReflectDemo01 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("com.itheima_02.Student");
//Constructor<?>[] getConstructors() 返回一个包含 Constructor对象的数组， Constructor对象反映了由该 Class对象表示的类的所有公共构造函数
// Constructor<?>[] cons = c.getConstructors();
//Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 返回反映由该 Class对象表示的类声明的所有构造函数的 Constructor对象的数组
Constructor<?>[] cons = c.getDeclaredConstructors();
for(Constructor con : cons) {
System.out.println(con);
}
System.out.println("--------");
//Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回一个 Constructor对象，该对象反映由该 Class对象表示的类的指定公共构造函数
//Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回一个 Constructor对象，该对象反映由此 Class对象表示的类或接口的指定构造函数
//参数：你要获取的构造方法的参数的个数和数据类型对应的字节码文件对象
Constructor<?> con = c.getConstructor();
//Constructor提供了一个类的单个构造函数的信息和访问权限
//T newInstance(Object... initargs) 使用由此 Constructor对象表示的构造函数，使用指定的初始化参数来创建和初始化构造函数的声明类的新实例
Object obj = con.newInstance();
System.out.println(obj);
// Student s = new Student();
// System.out.println(s);
}
}
Constructor类用于创建对象的方法:
2.3获取成员变量
Class类获取成员变量对象的方法:
代码实现:
public class ReflectDemo01 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("com.itheima_02.Student");
//Field[] getFields() 返回一个包含 Field对象的数组， Field对象反映由该 Class对象表示的类或接口的所有可访问的公共字段
//Field[] getDeclaredFields() 返回一个 Field对象的数组，反映了由该 Class对象表示的类或接口声明的所有字段
// Field[] fields = c.getFields();
Field[] fields = c.getDeclaredFields();
for(Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
System.out.println("--------");
//Field getField(String name) 返回一个 Field对象，该对象反映由该 Class对象表示的类或接口的指定公共成员字段
//Field getDeclaredField(String name) 返回一个 Field对象，该对象反映由该 Class对象表示的类或接口的指定声明字段
Field addressField = c.getField("address");
//获取无参构造方法创建对象
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
// obj.addressField = "西安";
//Field提供有关类或接口的单个字段的信息和动态访问
//void set(Object obj, Object value) 将指定的对象参数中由此 Field对象表示的字段设置为指定的新值
addressField.set(obj,"西安"); //给obj的成员变量addressField赋值为西安
System.out.println(obj);
// Student s = new Student();
// s.address = "西安";
// System.out.println(s);
}
}
Field类用于给成员变量赋值的方法:
2.4获取成员方法
Class类获取成员方法对象的方法:
代码实现:
public class ReflectDemo01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("com.itheima_02.Student");
//Method[] getMethods() 返回一个包含 方法对象的数组， 方法对象反映由该 Class对象表示的类或接口的所有公共方法，包括由类或接口声明的对象以及从超类和超级接口继承的类
//Method[] getDeclaredMethods() 返回一个包含 方法对象的数组， 方法对象反映由 Class对象表示的类或接口的所有声明方法，包括public，protected，default（package）访问和私有方法，但不包括继承方法
// Method[] methods = c.getMethods();
Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
for(Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
System.out.println("--------");
//Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 返回一个 方法对象，该对象反映由该 Class对象表示的类或接口的指定公共成员方法
//Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 返回一个 方法对象，它反映此表示的类或接口的指定声明的方法 Class对象
//public void method1()
Method m = c.getMethod("method1");
//获取无参构造方法创建对象
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
// obj.m();
//在类或接口上提供有关单一方法的信息和访问权限
//Object invoke(Object obj, Object... args) 在具有指定参数的指定对象上调用此 方法对象表示的基础方法
//Object：返回值类型
//obj：调用方法的对象
//args：方法需要的参数
m.invoke(obj);
// Student s = new Student();
// s.method1();
}
}
Method类用于执行方法的方法:
2.5案例
反射练习之越过泛型检查 案例需求 : 通过反射技术，向一个泛型为Integer的集合中添加一些字符串数据
代码实现:
public class ReflectTest01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建集合
ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
// array.add(10);
// array.add(20);
// array.add("hello");
Class<? extends ArrayList> c = array.getClass();
Method m = c.getMethod("add", Object.class);
m.invoke(array,"hello");
m.invoke(array,"world");
m.invoke(array,"java");
System.out.println(array);
}
}
运行配置文件中指定类的指定方法 案例需求 : 通过反射运行配置文件中指定类的指定方法
代码实现:
public class ReflectTest02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//加载数据
Properties prop = new Properties();
FileReader fr = new FileReader("myReflect\\class.txt");
prop.load(fr);
fr.close();
/*
className=com.itheima_06.Student
methodName=study
*/
String className = prop.getProperty("className");
String methodName = prop.getProperty("methodName");
//通过反射来使用
Class<?> c = Class.forName(className);//com.itheima_06.Student
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
Method m = c.getMethod(methodName);//study
m.invoke(obj);
}
}
3.模块化
3.1概述
a.Java语言随着这些年的发展已经成为了一门影响深远的编程语言，无数平台，系统都采用Java语言编写。但是，伴随着发展，Java也越来越庞大，逐渐发展成为一门“臃肿” 的语言。而且，无论是运行一个大型的软件系统，还是运行一个小的程序，即使程序只需要使用Java的部分核心功能， JVM也要加载整个JRE环境。 b.为了给Java“瘦身”，让Java实现轻量化，Java 9正式的推出了模块化系统。Java被拆分为N多个模块，并允许Java程序可以根据需要选择加载程序必须的Java模块，这样就可以让Java以轻量化的方式来运行 c.其实，Java 7的时候已经提出了模块化的概念，但由于其过于复杂，Java 7，Java 8都一直未能真正推出，直到Java 9才真正成熟起来。对于Java语言来说，模块化系统是一次真正的自我革新，这种革新使得“古老而庞大”的Java语言重新焕发年轻的活力
模块服务的基本使用
-
在项目中创建两个模块。一个是myOne,一个是myTwo
-
在myOne模块中创建以下包和以下类，并在类中添加方法
-
在myTwo模块中创建以下包和以下类，并在类中创建对象并使用
-
在myOne模块中src目录下，创建module-info.java，并写入以下内容
-
在myTwo模块中src目录下，创建module-info.java，并写入以下内容
3.2模块服务的基本使用
-
在myOne模块中新建一个包，提供一个接口和两个实现类
-
在myOne模块中修改module-info.java文件，添加以下内容
-
在myTwo模块中新建一个测试类
-
在myTwo模块中修改module-info.java文件，添加以下内容
4.反射常见面试题
1.什么是反射？
反射是在运行状态中，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。
2.哪里用到反射机制？
a.JDBC中，利用反射动态加载了数据库驱动程序。
b.Web服务器中利用反射调用了Sevlet的服务方法。
c.Eclispe等开发工具利用反射动态刨析对象的类型与结构，动态提示对象的属性和方法。
d.很多框架都用到反射机制，注入属性，调用方法，如Spring。
3.反射机制的优缺点？
优点：可以动态执行，在运行期间根据业务功能动态执行方法、访问属性，最大限度发挥了java的灵活性。
缺点：对性能有影响，这类操作总是慢于直接执行java代码
4 .Java反射机制的作用
a.在运行时判断任意一个对象所属的类
b.在运行时构造任意一个类的对象
c.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
d.在运行时调用任意一个对象的方法
5.如何使用Java的反射?
a.通过一个全限类名创建一个对象
1.) Class.forName(“全限类名”); 例如：com.mysql.jdbc.Driver Driver类已经被加载到 jvm中，并且完成了类的初始化工作就行了
2.) 类名.class; 获取Class<？> clz 对象
3.) 对象.getClass();
b.获取构造器对象，通过构造器new出一个对象
1.) Clazz.getConstructor([String.class]);
2.) Con.newInstance([参数]);
c.通过class对象创建一个实例对象（就相当与new类名（）无参构造器)
1.) Cls.newInstance();
d.通过class对象获得一个属性对象
1.) Field c=cls.getFields()：获得某个类的所有的公共（public）的字段，包括父类中的字段。
2.) Field c=cls.getDeclaredFields()：获得某个类的所有声明的字段，即包括public、private和proteced，但是不包括父类的声明字段
e.通过class对象获得一个方法对象
1.) Cls.getMethod(“方法名”,class……parameaType);（只能获取公共的）
2.) Cls.getDeclareMethod(“方法名”);（获取任意修饰的方法，不能执行私有）
3.) M.setAccessible(true);（让私有的方法可以执行）
f.让方法执行
1.) Method.invoke(obj实例对象,obj可变参数);-----（是有返回值的）
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