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java反射和类加载机制详解

shasha 2018年10月08日 编程语言 108 0

java反射机制和类加载机制

反射机制:

Person p=new Person();
这是什么?当然是实例化一个对象了.可是这种实例化对象的方法存在一个问题,那就是必须要知道类名才可以实例化它的对象,这样我们在应用方面就会受到限制.那么有没有这样一种方式,让我们不知道这个类的类名就可以实例化它的对象呢?Thank Goodness!幸亏我们用的是java, java就提供了这样的机制.

  1).java程序在运行时可以获得任何一个类的字节码信息,包括类的修饰符(public,static等),基类(超类,父类),实现的接口,字段和方法等信息.
  2).java程序在运行时可以根据字节码信息来创建该类的实例对象,改变对象的字段内容和调用对象方法.
  这样的机制就叫反射技术.可以想象光学中的反射,就像我们照镜子,镜子中又出现一个自己(比喻可能不太恰当,但是足以表达清楚意思了).反射技术提供了一种通用的动态连接程序组件的方法,不必要把程序所需要的目标类硬编码到源程序中,从而使得我们可以创建灵活的程序.

 

  反射的实现步骤( 不问不需要答) ,

  1、获取类的常用方式有三种: a) Class.forName("包名.类名"),最常用、推荐;b) 包名.类名.class 最简捷;c) 对象.getClass 的方式获得。

   2、对象的实例化,上面已经获取了类,只需要调用类的实例化方法,类.newInstance()便可。

  3、获取属性和构造等,可以参考 JavaApi 的调用,类. getDeclaredFields,类. getConstructor(..)等。


Java的反射机制是通过反射API来实现的,它允许程序在运行过程中取得任何一个已知名称的类的内部信息.反射API位于java.lang.reflect包中.主要包括以下几类:
  1).Constructor类:用来描述一个类的构造方法
  2).Field类:用来描述一个类的成员变量
  3).Method类:用来描述一个类的方法.
  4).Modifer类:用来描述类内各元素的修饰符
  5).Array:用来对数组进行操作.
  Constructor,Field,Method这三个类都是JVM(虚拟机)在程序运行时创建的,用来表示加载类中相应的成员.这三个类都实现了java.lang.reflect.Member接口,Member接口定义了获取类成员或构造方法等信息的方法.要使用这些反射API,必须先得到要操作的对象或类的Class类的实例.通过调用Class类的newInstance方法(只能调用类的默认构造方法)可以创建类的实例.这样有局限性,我们可以先冲类的Class实例获取类需要的构造方法,然后在利用反射来创建类的一个实例.

 

类加载机制:

  

  类的加载机制可以分为加载-链接-初始化三个阶段,链接又可以分为验证、准备、解析三个过程。

  加载:通过类的加载器查找并加载二进制字节流的过程,在堆内存中的方法区生成  一个代表这个类的 java.lang.Class 对象,作为这个类的数据请求入口。(这里可以把上面类加载器加载文件的过程描述一下(参考版本一,不作重复))。

  验证:主要是对一些词法、语法进行规范性校验,避免对 JVM 本身安全造成危害; 比如对文件格式,字节码验证,无数据验证等。但验证阶段是非必须的,可以通过参数  设置来进行关闭,以提高加载的时效。

  准备:对类变量分配内存,并且对类变量预初始化,初始化成数据类型的原始值, 比如 static int a=11,会被初始化成成 a=0;如果是 static double a =11,则会被初始化成 a=0.0; 而成员变量只会成实例化后的堆中初始化。

  解析:把常量池中符号引用转换为直接引用的过程。

  初始化:对类的静态变量和静态块中的变量进行初始化。(上面的准备阶段可以作为  预初始化,初始到变量类型的原值,但如果被 final 修饰会进行真正初始化)

  上面加载、链接、初始化的各个阶段并不是彼此独立,而是交叉进行,这点很重要 。

 

***class.forName和 classloader的区别

  Class.forName 和 ClassLoader 都是用来装载类的,对于类的装载一般为分三个阶段加载、链接、编译,它们装载类的方式是有区别。

  首先看一下 Class.forName(..),forName(..)方法有一个重载方法 forName(className,boolean,ClassLoader),它有三个参数,第一个参数是类的包路径,第二个参数是    boolean

类型,为 true 地表示 Loading 时会进行初始化,第三个就是指定一个加载器;当你调用class.forName(..)时,默认调用的是有三个参数的重载方法,第二个参数默认传入  true,第三个参数默认使用的是当前类加载时用的加载器。

  ClassLoader.loadClass()也有一个重载方法,从源码中可以看出它默认调的是它的重载  方法 loadClass(name, false),当第二参数为 false 时,说明类加载时不会被链接。这也是两者之间最大区别,前者在加载的时候已经初始化,后者在加载的时候还没有链接。如果你需要在加载时初始化一些东西,就要用 Class.forName 了,比如我们常用的驱动加载, 实际上它的注册动作就是在加载时的一个静态块中完成的。所以它不能被 ClassLoader 加载代替。

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