Java编程思想(十六) —— 联系JVM再谈Class

谁践踏了优雅 2022-08-06 09:19 183阅读 0赞

编程思想这个专栏停了好久了，主要是把精力放在了其他知识上，现在继续补上。

前面两篇写到RTTI和简单的反射介绍，先回顾一下：

RTTI，运行时类型信息，多态的应用，类型转换其实是发生在运行期间。

Class对象：

编程思想讲到的定义，Java使用Class对象来执行其RTTI，类是程序的一部分，每个类都有一个Class对象，其实每编写和编译一个新类，就会产生一个Class对象，其实这个对象时被保存在同名的.class文件中的。生成这个类对象，其实是JVM（Java虚拟机）使用了“类加载器”的子系统。

补充一下百度的定义：

在Java中，每个class都有一个相应的Class对象。也就是说，当我们编写一个类，编译完成后，在生成的.class文件中，就会产生一个Class对象，用于表示这个类的类型信息。最后一句是重点。

而class是一个类名的标志，class A，A是一个类，而Class是一个对象。

是不是很模糊，这些概念，Class哪里冒出来，事实上还有一个ClassLoader。为了搞清楚关系，这种肯定是虚拟机方面的除了《深入理解JVM》，特定去问了RednaxelaFX大哥还有什么书籍比较好。他推荐了《Inside the Java Virtual Machine》。看了五章之后，大体有个方向，这本书也推荐其他人，不是太难懂，在我大二的时候看一本红色封面的JVM的书看得真心蛋疼，一来就是代码直接转汇编，所以说，合适的时候看合适的书是很重要的。

**《Inside the Java Virtual Machine》一书笔记：**

先把握整个体系结构的4个技术：

语言

class文件

api

jvm  
  
书中有点分析得很有道理，所谓的跨平台，是因为class文件 ，二进制文件 ，但是像c++ c这些， 编译和链接之后的二进制文件是在系统直接运行，为目标处理器的机器语言  
不具有跨平台性，而class文件是虚拟机的“机器语言”。  
  
而为了处处能运行的原因，使得java图形界面的api比较复杂，为什么awt和swing没有广泛的使用开来，个人认为一个是需要对应的java环境，一个是开发效率问题。  
  
还有很有趣的一点：在dos窗口运行的java文件时，java HelloWorld的时候，是不是从来没有想过java是什么含义，其实java就是叫系统运行JVM，加载HelloWorld后运行其main方法。  
  
  
现在看一下JVM的体系结构图：  
  
  
                                  ![Center][]  
  
这个图中的东西又可以和[Java编程思想(一) —— 一切都是对象及内存分配][Java_ _]联系起来。  
  
每个虚拟机实例的方法区和堆由该实例里面的所有线程共享，堆存放对象。  
新线程的创建 会有自己的pc寄存器（程序计数器）以及一个java栈（保存线程的局部变量 参数  返回值 运算中间结果）。  
java栈由栈帧stack frame或者说是帧frame组成 ，线程调用一个方法，压入一个新的栈帧，返回时弹出。  
  
到了学习的重点所在，对于每个被装载的类型，虚拟机都会相应的为其创建Class类的实例，  
Class.forName(java.lang.Object) 的到代表Object的Class对象的引用 。  
如果无法将请求的类型转载进当今命名空间，forName会抛出classnotfoundexception。  
  
另外一个方法，getClass 也可以拿到类的Class对象。Class对象中有getName和getClassLoader方法。  
直接上例子：

public class TestClass {
    	public static void main(String[] args) {
    		Class c = Object.class.getClass();
    		Class c1 = Object.class;
    		Object o = new Object();
    		Class oc = o.getClass();
    		Class ct = null;
    		try {
    			ct = Class.forName("java.lang.Object");
    		} catch (ClassNotFoundException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    		TestClass t = new TestClass();
    		Class tclass = t.getClass();
    		System.out.println(tclass.getClassLoader());
    		System.out.println(c.getClassLoader());
    		System.out.println(oc.getClassLoader());
    		System.out.println(ct.getClassLoader());
    		System.out.println(c1.getClassLoader());
    		System.out.println(tclass.getName());
    		System.out.println(c.getName());
    		System.out.println(oc.getName());
    		System.out.println(ct.getName());
    		System.out.println(c1.getName());
    	}
    }
    output：
    
    sun.misc.Launcher$AppClassLoader@da4a1c9
    null
    null
    null
    null
    TestClass
    java.lang.Class
    java.lang.Object
    java.lang.Object
    java.lang.Object

两个方法返回的是已装载类型的信息，getName拿到的是全限定名 ，类所属包+类名，如果是Object类，其实就是java.lang.object。

object.class指的是Class对象引用了，装载的为object，再getClass的时候，装载的就变成了Class引用，所以getName拿到的就是Class了，而Object.class.getName()装载的是Object，所以getName拿到的全限定名为Object。

类装载器有两种：启动类 和 自定义类 ，前者是jvm定义好的  ，后面是自己写的。  
getClassLoader 返回classLoader引用 ，如果为启动类装载器 ，则为null。  
  
  
  
new与Class.newInstace的区别。  
都是创建实例，具体的不同是什么？  
参考了：http://www.coderanch.com/t/516460/java/java/newInstance-difference-bet  
T. Huy Nguyen说的  
An obvious difference is that the class's fully qualified name can be dynamically constructed/read from file/changed when you use "newInstance".  
  
"newInstance" also requires the Java class to have an no-arg constructor, else you will get error at runtime. If you do the same with "new", you will immediately get error at compile time.  
  
明显的区别就是你用newInstance的时候，class的名字可以动态的从文件/变化中动态地构造/读取。  
newInstance要求Java类需要有一个无参构造器，不然会出现运行期错误。同样的情况在new中，编译期间就出现错误了。  
  
总结：  
对于每个被装载的类型，虚拟机都会相应的为其创建Class类的实例。  
虚拟机在方法区会存储类型信息：  
类型的全限定名。  
直接超类的全限定名。  
类型为接口类型还是类类型。  
访问修饰符。  
  
而这些东西，在编程的时候怎么拿到，就靠Class类了，接下来你会问，拿到又怎样呢？  
用处就是反射，光靠一个类名，我可以拿到很多信息，也可以对其进行操控，这就是作用所在了。

[Center]: /images/20220806/0c2bc6167bd545a2b2216593ac193bea.png
[Java_ _]: http://blog.csdn.net/iaiti/article/details/38260599