JAVA反射与类加载机制

叁歲伎倆 2023-05-30 09:29 104阅读 0赞

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JAVA反射与类加载机制  
JAVA反射  
动态语言  
反射机制  
反射的应用场合  
JAVA反射API  
反射使用步骤  
获取Class对象  
通过反射创建对象  
JVM类加载机制  
类加载的生命周期  
类加载器  
双亲委派模型  
JAVA反射  
动态语言  
动态语言：程序在运行时可以改变结构，新的函数可以引进，已有的函数可以被删除等结构上的变化。  
从反射角度说JAVA属于半动态语言。  
反射机制  
java反射机制：在运行状态下，对任意一个类都能知道这个类的所有的属性和方法；并且对于任意一个对象，都能调用它的任意一个方法和属性。这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java的反射机制。

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反射的应用场合  
编译时类型：由声明对象时使用的类型来决定。  
运行时类型：由实际赋值给对象的类型决定。  
当程序需要在运行时发现对象和类的真实信息，而在编译时无法预知该对象和类属于哪些类时，通过反射可以获取要运行时该类和对象的真实信息。  
JAVA反射API  
反射API用来生成JVM中的类、接口或对象的信息。  
API包括Class类、Field类、Method类、Constructor类等。  
Class类：反射的核心类，可以获取类的属性，方法等信息。  
Field类：Java.lang.reflec包中的类，表示类的成员变量，可以用来获取和设置类中的属性值。  
Java.lang.reflec包中的类，表示类的方法，它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。  
Constructor类： Java.lang.reflec包中的类，表示类的构造方法。  
反射使用步骤  
获取实例化对象与反射方式：

获取想要操作的类的Class对象，通过Class对象任意调用类的方法。  
调用Class类中的方法。  
通过反射API操作信息。  
获取Class对象  
调用某个对象的getClass()方法  
Person p=new Person();  
Class clazz=p.getClass();  
1  
2  
调用某个类的class属性来获取该类对应的Class对象  
Class clazz = Person.class;  
1  
使用Class类中的forName()静态方法  
Class clazz = Class.forName("类的全路径");  
1  
示例：

Class clazz=Class.forName("reflection.Person");  
    //获取Person类的所有方法信息  
    Method\[\] method=clazz.getDeclaredMethods();  
        for(Method m:method)\{  
        System.out.println(m.toString());  
    \}  
    //获取Person类的所有成员属性信息  
    Field\[\] field=clazz.getDeclaredFields();  
        for(Field f:field)\{  
        System.out.println(f.toString());  
    \}  
    //获取Person类的所有构造方法信息  
    Constructor\[\] constructor=clazz.getDeclaredConstructors();  
        for(Constructor c:constructor)\{  
        System.out.println(c.toString());  
    \}  
  
通过反射创建对象  
Class对象的newInstance()  
这种方法要求该Class对象对应的类有默认的空构造器。  
Constructor对象的newInstance()  
先使用Class对象获取指定的Constructor对象  
再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建 Class对象对应类的实例  
通过这种方法可以选定构造方法创建实例。  
JVM类加载机制  
类加载的生命周期  
JVM类加载机制分为五个部分：加载，验证，准备，解析，初始化，下面我们就分别来看一下这五个过程。

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加载：通过类的权限定名获取此类的二进制字节流；将字节流代表的静态存储结构转化为运行时数据结构；在运行中生成该类的Class对象，作为访问入口。  
验证：文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证等，确保Class文件的字节流中包含的信息是否符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身安全。  
准备：为类变分配内存并设置类变量的初始值。  
解析：虚拟机将常量池符号引用替换为直接引用的过程。  
符号引用：一组符号描述所引用的目标，与虚拟机实现的布局无关，引用的目标不一定要已经加载到内存中。  
直接引用：直接指向目标的指针、相对偏移量或句柄。  
初始化：执行构造器方法的过程。方法是由编译器自动收集类中的类变量的赋值操作和静态语句块中的语句合并而成。如果一个类中没有对静态变量赋值也没有静态语句块，那么编译器可以不为这个类生成()方法。  
以下几种情况将会对类进行初始化  
遇到new、getStatic、putStatic、imokeStatic等字节码指令。即使用new、读取静态字段、调用静态字段。  
使用reflect包的方法对类的反射调用  
初始化一个类，其父类未初始化  
指定要执行的主类  
jdk1.7动态语言支持，MethodHandle实例  
以下几种情况不会执行类初始化  
通过子类引用父类的静态字段  
定义对象数组  
常量在编译期间存入调用类的常量池中  
通过类名获取Class对象  
通过Class.forName()加载指定类，如果指定参数initialize为false  
通过ClassLoader默认的loadClass方法  
类加载器  
将加载动作放到JVM外部实现，以便让应用程序决定如何获取所需的类。  
启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：负责加载 JAVA\_HOME\\lib 目录中的，或通过-Xbootclasspath参数指定路径中的，且被虚拟机认可（按文件名识别，如rt.jar）的类。  
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载 JAVA\_HOME\\lib\\ext 目录中的，或通过java.ext.dirs系统变量指定路径中的类库。  
应用程序类加载器（Application ClassLoader）：负责加载用户路径（classpath）上的类库。  
JVM通过双亲委派模型进行类的加载，当然我们也可以通过继承java.lang.ClassLoader实现自定义的类加载器。

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双亲委派模型  
当一个类收到类加载请求，它首先不会尝试去自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类去完成，只有当父类加载器反馈自己无法完成请求时，子类加载器才会尝试自己去加载。

![å¨è¿éæå¥å¾çæè¿°][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5bTNsYXZlbmRlcg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

三次破坏双亲委派模型  
JDK1.2发布前  
JNDI服务（线程上下文加载器）  
用户对程序动态性追求，OSGi动态模型系统  
OSGi动态模型系统  
动态改变构造  
OSGi服务平台提供在多种网络设备上无需重启的动态改变构造功能，为了最小化耦合度和促使这些耦合度可管理，OSGi技术提供一种面向服务的架构，使这些组件动态地发现对方。  
模块化编程与热插拔  
OSGi旨在为实现Java程序的模块化编程提供基础条件，基于OSGi的程序很可能可以实现模块级的热插拔功能，当程序升级更新时，可以只停用、重新安装然后启动程序的其中一部分，这对企业级程序开发来说是非常具有诱惑力的特性。  
它在提供强大功能同时，也引入了额外的复杂度，因为它不遵守了类加载的双亲委托模型。

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