类加载器、反射

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
  

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
     • 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)
     • 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)
     • 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)
  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)
     
• 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
  

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
• 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);
    }
}