Java SE篇：类加载器

古城微笑少年丶 2024-03-16 20:27 75阅读 0赞

### 1.类加载器 ###

#### 1.1类加载器【理解】 ####

*  作用
    
    负责将.class文件(存储的物理文件)加载在到内存中
    
    ![01\_类加载器][01]

#### 1.2类加载的过程【理解】 ####

*  类加载时机
    
     *  创建类的实例(对象)
     *  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
 *  类加载过程
    
    1.  加载
        
         *  通过包名 + 类名，获取这个类，准备用流进行传输
         *  在这个类加载到内存中
         *  加载完毕创建一个class对象
    2.  链接![02\_类加载过程加载][02]
        
         *  验证
            
            确保Class文件字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身安全
            
            (文件中的信息是否符合虚拟机规范有没有安全隐患)
        
        ![03\_类加载过程验证][03]
        
         *  准备
            
            负责为类的类变量(被static修饰的变量)分配内存，并设置默认初始化值
            
            (初始化静态变量)
        
        ![04\_类加载过程准备][04]
        
         *  解析
            
            将类的二进制数据流中的符号引用替换为直接引用
            
            (本类中如果用到了其他类，此时就需要找到对应的类)
        
        ![05\_类加载过程解析][05]
    3.  初始化
        
        根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源
        
        (静态变量赋值以及初始化其他资源)
        
        ![06\_类加载过程初始化][06]
 *  小结
    
     *  当一个类被使用的时候，才会加载到内存
     *  类加载的过程: 加载、验证、准备、解析、初始化

#### 1.3类加载的分类【理解】 ####

*  分类
    
     *  Bootstrap class loader：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,负责加载JDK中一些特殊的模块
     *  System class loader：系统类加载器,负责加载用户类路径上所指定的类库
 *  类加载器的继承关系
    
     *  System的父加载器为Platform
     *  Platform的父加载器为Bootstrap
 *  代码演示
    
    `public class ClassLoaderDemo1 { public static void main(String[] args) { //获取系统类加载器 ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); //获取系统类加载器的父加载器 --- 平台类加载器 ClassLoader classLoader1 = systemClassLoader.getParent(); //获取平台类加载器的父加载器 --- 启动类加载器 ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent(); System.out.println("系统类加载器" + systemClassLoader); System.out.println("平台类加载器" + classLoader1); System.out.println("启动类加载器" + classLoader2); } }`

#### 1.4双亲委派模型【理解】 ####

*  介绍
    
    如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行，如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式
    
    ![07\_双亲委派模型][07]

#### 1.5ClassLoader 中的两个方法【应用】 ####

*  方法介绍
    
    | 方法名 | 说明 | | --------------------------------------------------- | --------- | | public static ClassLoader getSystemClassLoader() | 获取系统类加载器 | | public InputStream getResourceAsStream(String name) | 加载某一个资源文件 |
 *  示例代码
    
    `public class ClassLoaderDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { //static ClassLoader getSystemClassLoader() 获取系统类加载器 //InputStream getResourceAsStream(String name) 加载某一个资源文件 //获取系统类加载器 ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); //利用加载器去加载一个指定的文件 //参数：文件的路径(放在src的根目录下，默认去那里加载) //返回值：字节流。 InputStream is = systemClassLoader.getResourceAsStream("prop.properties"); Properties prop = new Properties(); prop.load(is); System.out.println(prop); is.close(); } }`

### 2.反射 ###

#### 2.1反射的概述【理解】 ####

*  反射机制
    
    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属性和方法； 这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

#### 2.2获取Class类对象的三种方式【应用】 ####

*  三种方式分类
    
     *  类名.class属性
     *  对象名.getClass()方法
     *  Class.forName(全类名)方法
        
        ![08\_获取Class对象的三种方式][08_Class]
 *  示例代码
    
    `public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void study(){ System.out.println("学生在学习"); } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } } public class ReflectDemo1 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { //1.Class类中的静态方法forName("全类名") //全类名:包名 + 类名 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect2.Student"); System.out.println(clazz); //2.通过class属性来获取 Class clazz2 = Student.class; System.out.println(clazz2); //3.利用对象的getClass方法来获取class对象 //getClass方法是定义在Object类中. Student s = new Student(); Class clazz3 = s.getClass(); System.out.println(clazz3); System.out.println(clazz == clazz2); System.out.println(clazz2 == clazz3); } }`

#### 2.3反射获取构造方法并使用【应用】 ####

##### 2.3.1Class类获取构造方法对象的方法 #####

*  方法介绍
    
    | 方法名 | 说明 | | ----------------------------------------------------------------- | --------------- | | Constructor>\[\] getConstructors() | 返回所有公共构造方法对象的数组 | | Constructor>\[\] getDeclaredConstructors() | 返回所有构造方法对象的数组 | | Constructor getConstructor(Class>... parameterTypes) | 返回单个公共构造方法对象 | | Constructor getDeclaredConstructor(Class>... parameterTypes) | 返回单个构造方法对象 |
 *  示例代码
    
    `public class Student { private String name; private int age; //私有的有参构造方法 private Student(String name) { System.out.println("name的值为:" + name); System.out.println("private...Student...有参构造方法"); } //公共的无参构造方法 public Student() { System.out.println("public...Student...无参构造方法"); } //公共的有参构造方法 public Student(String name, int age) { System.out.println("name的值为:" + name + "age的值为:" + age); System.out.println("public...Student...有参构造方法"); } } public class ReflectDemo1 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { //method1(); //method2(); //method3(); //method4(); } private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { // Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)： // 返回单个构造方法对象 //1.获取Class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); System.out.println(constructor); } private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { // Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)： // 返回单个公共构造方法对象 //1.获取Class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); //小括号中,一定要跟构造方法的形参保持一致. Constructor constructor1 = clazz.getConstructor(); System.out.println(constructor1); Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class, int.class); System.out.println(constructor2); //因为Student类中,没有只有一个int的构造,所以这里会报错. Constructor constructor3 = clazz.getConstructor(int.class); System.out.println(constructor3); } private static void method2() throws ClassNotFoundException { // Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()： // 返回所有构造方法对象的数组 //1.获取Class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors(); for (Constructor constructor : constructors) { System.out.println(constructor); } } private static void method1() throws ClassNotFoundException { // Constructor<?>[] getConstructors()： // 返回所有公共构造方法对象的数组 //1.获取Class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); Constructor[] constructors = clazz.getConstructors(); for (Constructor constructor : constructors) { System.out.println(constructor); } } }`

##### 2.3.2Constructor类用于创建对象的方法 #####

*  方法介绍
    
    | 方法名 | 说明 | | -------------------------------- | ---------------- | | T newInstance(Object...initargs) | 根据指定的构造方法创建对象 | | setAccessible(boolean flag) | 设置为true,表示取消访问检查 |
 *  示例代码
    
    `// Student类同上一个示例,这里就不在重复提供了 public class ReflectDemo2 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException { //T newInstance(Object... initargs)：根据指定的构造方法创建对象 //method1(); //method2(); //method3(); //method4(); } private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException { //获取一个私有的构造方法并创建对象 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); //2.获取一个私有化的构造方法. Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); //被private修饰的成员,不能直接使用的 //如果用反射强行获取并使用,需要临时取消访问检查 constructor.setAccessible(true); //3.直接创建对象 Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan"); System.out.println(student); } private static void method3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException { //简写格式 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); //2.在Class类中,有一个newInstance方法,可以利用空参直接创建一个对象 Student student = (Student) clazz.newInstance();//这个方法现在已经过时了,了解一下 System.out.println(student); } private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException { //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); //2.获取构造方法对象 Constructor constructor = clazz.getConstructor(); //3.利用空参来创建Student的对象 Student student = (Student) constructor.newInstance(); System.out.println(student); } private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException { //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect3.Student"); //2.获取构造方法对象 Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class); //3.利用newInstance创建Student的对象 Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan", 23); System.out.println(student); } }`

##### 2.3.3小结 #####

*  获取class对象
    
    三种方式: Class.forName(“全类名”), 类名.class, 对象名.getClass()
 *  获取里面的构造方法对象
    
    getConstructor (Class>... parameterTypes) getDeclaredConstructor (Class>... parameterTypes)
 *  如果是public的，直接创建对象
    
    newInstance(Object... initargs)
 *  如果是非public的，需要临时取消检查，然后再创建对象
    
    setAccessible(boolean) 暴力反射

#### 2.4反射获取成员变量并使用【应用】 ####

##### 2.4.1Class类获取成员变量对象的方法 #####

*  方法分类
    
    | 方法名 | 说明 | | ----------------------------------- | --------------- | | Field\[\] getFields() | 返回所有公共成员变量对象的数组 | | Field\[\] getDeclaredFields() | 返回所有成员变量对象的数组 | | Field getField(String name) | 返回单个公共成员变量对象 | | Field getDeclaredField(String name) | 返回单个成员变量对象 |
 *  示例代码
    
    `public class Student { public String name; public int age; public String gender; private int money = 300; @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + ", gender='" + gender + ''' + ", money=" + money + '}'; } } public class ReflectDemo1 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException { // method1(); //method2(); //method3(); //method4(); } private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException { // Field getDeclaredField(String name)：返回单个成员变量对象 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student"); //2.获取money成员变量 Field field = clazz.getDeclaredField("money"); //3.打印一下 System.out.println(field); } private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException { // Field getField(String name)：返回单个公共成员变量对象 //想要获取的成员变量必须是真实存在的 //且必须是public修饰的. //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student"); //2.获取name这个成员变量 //Field field = clazz.getField("name"); //Field field = clazz.getField("name1"); Field field = clazz.getField("money"); //3.打印一下 System.out.println(field); } private static void method2() throws ClassNotFoundException { // Field[] getDeclaredFields()：返回所有成员变量对象的数组 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student"); //2.获取所有的Field对象 Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); //3.遍历 for (Field field : fields) { System.out.println(field); } } private static void method1() throws ClassNotFoundException { // Field[] getFields()：返回所有公共成员变量对象的数组 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student"); //2.获取Field对象. Field[] fields = clazz.getFields(); //3.遍历 for (Field field : fields) { System.out.println(field); } } }`

##### 2.4.2Field类用于给成员变量赋值的方法 #####

*  方法介绍
    
    | 方法名 | 说明 | | ---------------------------------- | --- | | void set(Object obj, Object value) | 赋值 | | Object get(Object obj) | 获取值 |
 *  示例代码
    
    `// Student类同上一个示例,这里就不在重复提供了 public class ReflectDemo2 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException { // Object get(Object obj) 返回由该 Field表示的字段在指定对象上的值。 //method1(); //method2(); } private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, InstantiationException, IllegalAccessException { //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student"); //2.获取成员变量Field的对象 Field field = clazz.getDeclaredField("money"); //3.取消一下访问检查 field.setAccessible(true); //4.调用get方法来获取值 //4.1创建一个对象 Student student = (Student) clazz.newInstance(); //4.2获取指定对象的money的值 Object o = field.get(student); //5.打印一下 System.out.println(o); } private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, InstantiationException, IllegalAccessException { // void set(Object obj, Object value)：给obj对象的成员变量赋值为value //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect4.Student"); //2.获取name这个Field对象 Field field = clazz.getField("name"); //3.利用set方法进行赋值. //3.1先创建一个Student对象 Student student = (Student) clazz.newInstance(); //3.2有了对象才可以给指定对象进行赋值 field.set(student,"zhangsan"); System.out.println(student); } }`

#### 2.5反射获取成员方法并使用【应用】 ####

##### 2.5.1Class类获取成员方法对象的方法 #####

*  方法分类
    
    | 方法名 | 说明 | | ----------------------------------------------------------------- | --------------------- | | Method\[\] getMethods() | 返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的 | | Method\[\] getDeclaredMethods() | 返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的 | | Method getMethod(String name, Class>... parameterTypes) | 返回单个公共成员方法对象 | | Method getDeclaredMethod(String name, Class>... parameterTypes) | 返回单个成员方法对象 |
 *  示例代码
    
    `public class Student { //私有的，无参无返回值 private void show() { System.out.println("私有的show方法，无参无返回值"); } //公共的，无参无返回值 public void function1() { System.out.println("function1方法，无参无返回值"); } //公共的，有参无返回值 public void function2(String name) { System.out.println("function2方法，有参无返回值,参数为" + name); } //公共的，无参有返回值 public String function3() { System.out.println("function3方法，无参有返回值"); return "aaa"; } //公共的，有参有返回值 public String function4(String name) { System.out.println("function4方法，有参有返回值,参数为" + name); return "aaa"; } } public class ReflectDemo1 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { //method1(); //method2(); //method3(); //method4(); //method5(); } private static void method5() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { // Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)： // 返回单个成员方法对象 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student"); //2.获取一个成员方法show Method method = clazz.getDeclaredMethod("show"); //3.打印一下 System.out.println(method); } private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student"); //2.获取一个有形参的方法function2 Method method = clazz.getMethod("function2", String.class); //3.打印一下 System.out.println(method); } private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException { // Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) ： // 返回单个公共成员方法对象 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student"); //2.获取成员方法function1 Method method1 = clazz.getMethod("function1"); //3.打印一下 System.out.println(method1); } private static void method2() throws ClassNotFoundException { // Method[] getDeclaredMethods()： // 返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student"); //2.获取Method对象 Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods(); //3.遍历一下数组 for (Method method : methods) { System.out.println(method); } } private static void method1() throws ClassNotFoundException { // Method[] getMethods()：返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的 //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student"); //2.获取成员方法对象 Method[] methods = clazz.getMethods(); //3.遍历 for (Method method : methods) { System.out.println(method); } } }`

##### 2.5.2Method类用于执行方法的方法 #####

*  方法介绍
    
    | 方法名 | 说明 | | ----------------------------------------- | ---- | | Object invoke(Object obj, Object... args) | 运行方法 |
    
    参数一: 用obj对象调用该方法
    
    参数二: 调用方法的传递的参数(如果没有就不写)
    
    返回值: 方法的返回值(如果没有就不写)
 *  示例代码
    
    `public class ReflectDemo2 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException { // Object invoke(Object obj, Object... args)：运行方法 // 参数一：用obj对象调用该方法 // 参数二：调用方法的传递的参数(如果没有就不写) // 返回值：方法的返回值(如果没有就不写) //1.获取class对象 Class clazz = Class.forName("com.itheima.myreflect5.Student"); //2.获取里面的Method对象 function4 Method method = clazz.getMethod("function4", String.class); //3.运行function4方法就可以了 //3.1创建一个Student对象,当做方法的调用者 Student student = (Student) clazz.newInstance(); //3.2运行方法 Object result = method.invoke(student, "zhangsan"); //4.打印一下返回值 System.out.println(result); } }`

[01]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/b7a91181717d4383afe3f5df65a99e40.png
[02]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/7d07e8e57cb34530ac134ddd8687fe1b.png
[03]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/66783fcae93e46c4b244d4c3bbbb2ba9.png
[04]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/4ef791df97d3495884fdbe6351c6bd4f.png
[05]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/32f47b4b7bc448fc8b0c9ade16bc9aae.png
[06]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/82d2010404884f30bbc478b8fe6e02a8.png
[07]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/b0dc9094631e40bf8b0de3eb40f2c129.png
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