Java基础之类加载，反射

一、类加载

​ 含义：当程序要使用某个类时，如果该类还未加载到内存中，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会连续完成这上步骤，所以有事也报这三个步骤统称为类加载或者类初始化。

类的加载

1. 将指定class文件读入内存中，并为之创建一个java.lang.Class对象。
2. 任何类被使用时，系统都会为之创建一个java.lang.Class对象。

类的连接

1. 验证阶段：用于检验被加载的类是否有正常的内部结构，冰河其他类协调一致。
2. 准备阶段：负责为类的类变了分配内存，并设置默认初始化值。
3. 解析阶段：将类的二进制中的符号引用替换为直接引用。

类的初始化

1. 在该阶段：主要是对类变了进行初始化。

类的初始化步骤

1. 加入类还未被加载和连接，则程序先加载并连接该类。

2. 加入该类的直接父类还未被初始化，则先初始化其直接父类。

3. 加入类中有初始化语句，则系统异常执行这些初始化语句。

   （注意：在执行第二个步骤时，系统对直接父类的初始化步骤也遵循初始化1-3步骤，即Java在初始化时最先初始化Object类）

类的初始化时机

1. 创建类的实例。
2. 调用类的类方法。
3. 访问类或接口的类变量，或者为该类变量赋值。
4. 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。
5. 初始化某个类的子类。
6. 直接使用java.exe命令创建某个主类时。

类加载器

类加载器的作用

1. 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。

JVM的类加载机制

1. 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加载器来载入。
2. 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。
3. 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，类加载器先从缓冲区中搜索该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，存储到缓冲区。

ClassLoader

ClassLoader：是负责加载类的对象。

Java运行时具有以下内置类加载器

1. 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。

2. Platform class loader：平台类加载器可以看见所有平台类，平台类包括有平台类加载器或其他祖先定义的JavaSE平台API，其实现类和JDK特定的运行时类。

3. System class loader：它被称为应用程序类加载器，与平台加载器不同，系统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。

   注意：类加载器的继承关系，System的父加载器为Platform，二Platform的父加载器为Bootstrap。

ClassLoader中的两个方法

1. static ClassLoader getSystemClassLoader() : 返回用于委托的系统类加载器。
2. ClassLoader getParent() : 返回父类加载器进行委派。

二、反射

Java反射机制：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，可以极大的正常程序的灵活性，程序不用在编译期就完成确定，在运行期仍然可以扩展。

获取Class类型的对象方式

1. 使用类的class属性来获取该类对应的Class对象。
2. 调用对象的getClass()方法，返回该对象所属类对应的Class对象。
3. 使用Class类中的静态方法forName(String className),该方法需要传入字符串参数，该字符串为某类的全路径，也就完整包名路径。

注意：在使用反射时，私有方法无法通过普通的反射来构造方法，但可以通过暴利的方法实现，通过setAccessible方法，同时通过反射可以跳过一些方法的泛型检测，如实现ArrayList内存储String类型数据。