您當(dāng)前位置：首頁 > php開源 > php教程 > Java反射探索-從類加載說起

Java反射探索-從類加載說起

來源：程序員人生發(fā)布時間：2016-04-13 08:06:13 閱讀次數(shù)：2436次

摘要：本文主要講了Java類加載的機(jī)制，這是學(xué)習(xí)反射的入門基礎(chǔ)。

1、類加載

JVM和類

當(dāng)我們調(diào)用Java命令運行某個Java程序時，該命令將會啟動1條Java虛擬機(jī)進(jìn)程，不管該Java程序有多么復(fù)雜，該程序啟動了多少個線程，它們都處于該Java虛擬機(jī)進(jìn)程里。正如前面介紹的，同1個JVM的所有線程、所有變量都處于同1個進(jìn)程里，它們都使用該JVM進(jìn)程的內(nèi)存區(qū)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)以下幾種情況時，JVM進(jìn)程將被終止:

1、程序運行到最后正常結(jié)束。
2、程序運行到使用System.exit()或Runtime.getRuntime().exit()代碼結(jié)束程序。
3、程序履行進(jìn)程中遇到未捕獲的異常或毛病而結(jié)束。
3、程序所在平臺強(qiáng)迫結(jié)束了JVM進(jìn)程。
從上面的介紹可以看出，當(dāng)Java程序運行結(jié)束時，JVM進(jìn)程結(jié)束，該進(jìn)程在內(nèi)存中狀態(tài)將會丟失。

類的生命周期

類的加載/類初始化

當(dāng)程序主動使用某個類時，如果該類還未被加載到內(nèi)存中，系統(tǒng)會通過加載、連接、初始化3個步驟來對該類進(jìn)行初始化，如果沒成心外，JVM將會連續(xù)完成這3個步驟，所以有時也把這3個步驟統(tǒng)稱為類加載或類初始化。

加載：查找并加載類的2進(jìn)制數(shù)據(jù)

1、通過1個類的全限定名來獲得定義此類的2進(jìn)制字節(jié)流。
2、將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
3、在java堆中生成1個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這些數(shù)據(jù)的訪問入口。

注意：將編譯后的java類文件（也就是.class文件）中的2進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存，并將其放在運行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)，然后再堆區(qū)創(chuàng)建1個Java.lang.Class對象，用來封裝類在方法區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。即加載后終究得到的是Class對象，并且更加值得注意的是：該Java.lang.Class對象是單實例的，不管這個類創(chuàng)建了多少個對象，他的Class對象時唯1的！
連接：
1、驗證：確保被加載的類的正確性
2、準(zhǔn)備：為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并將其初始化為默許值
3、解析：把類中的符號援用轉(zhuǎn)換為直接援用。
初始化：為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值。

注意：連接和初始化階段，其實靜態(tài)變量經(jīng)過了兩次賦值：第1次是靜態(tài)變量類型的默許值；第2次是我們真正賦給靜態(tài)變量的值。

我簡單畫了個圖，其進(jìn)程以下：

類加載指的是將類的class文件讀入內(nèi)存，并為之創(chuàng)建1個java.lang.Class對象，也就是說當(dāng)程序中使用任何類時，系統(tǒng)都會為之建立1個java.lang.Class對象。事實上，每一個類是1批具有相同特點的對象的抽象(或說概念)，而系統(tǒng)中所有的類，它們實際上也是對象，它們都是java.lang.Class的實例。

加載由類加載器完成，類加載器通常由JVM提供，這些類加載器也是我們前面所有程序運行的基礎(chǔ)，JVM提供的這些類加載器通常被稱為系統(tǒng)類加載器。除此以外，開發(fā)者可以通過繼承ClassLoader基類來創(chuàng)建自己的類加載器。

通過使用不同的類加載器，可以從不同來源加載類的2進(jìn)制數(shù)據(jù)，通常有以下幾種來源:

1、從本地文件系統(tǒng)來加載class文件，這是絕大部份示例程序的類加載方式。
2、從JAR包中加載class文件，這類方式也是很常見的，前面介紹JDBC編程時用到的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動類就是放在JAR文件中，JVM可以從JAR文件中直接加載該class文件。
3、通過網(wǎng)絡(luò)加載class文件。
4、把1個Java源文件動態(tài)編譯、并履行加載。

類加載器通常不必等到“首次使用”該類時才加載該類，Java虛擬機(jī)規(guī)范允許系統(tǒng)預(yù)先加載某些類。

Java程序?qū)︻惖氖褂梅绞?br /> 主動使用
1、創(chuàng)建類的實例
2、方法某個類或接口的靜態(tài)變量，或?qū)υ撿o態(tài)變量賦值
3、調(diào)用類的靜態(tài)方法
4、反射（如 Class.forName(“com.itzhai.Test”)）
5、初始化1個類的子類
6、Java虛擬機(jī)啟動時被標(biāo)明為啟動類的類（Main Class）

被動使用
除以上6中方式，其他對類的使用都是被動使用，都不會致使類的初始化。類的初始化時機(jī)正是java程序?qū)︻惖氖状沃鲃邮褂茫?br /> 所有的Java虛擬機(jī)實現(xiàn)必須在每一個類或接口被Java程序“首次主動使用”時才初始化它們。

對象初始化
在類被裝載、連接和初始化，這個類就隨時都可能使用了。對象實例化和初始化是就是對象生命的起始階段的活動，在這里我們主要討論對象的初始化工作的相干特點。
Java 編譯器在編譯每一個類時都會為該類最少生成1個實例初始化方法--即"()" 方法。此方法與源代碼中的每一個構(gòu)造方法相對應(yīng)，如果類沒有明確地聲明任何構(gòu)造方法，編譯器則為該類生成1個默許的無參構(gòu)造方法，這個默許的構(gòu)造器僅僅調(diào)用父類的無參構(gòu)造器，與此同時也會生成1個與默許構(gòu)造方法對應(yīng)的 "()" 方法.
通常來講，() 方法內(nèi)包括的代碼內(nèi)容大概為：調(diào)用另外一個() 方法；對實例變量初始化；與其對應(yīng)的構(gòu)造方法內(nèi)的代碼。
如果構(gòu)造方法是明確地從調(diào)用同1個類中的另外一個構(gòu)造方法開始，那它對應(yīng)的() 方法體內(nèi)包括的內(nèi)容為：1個對本類的() 方法的調(diào)用；對利用構(gòu)造方法內(nèi)的所有字節(jié)碼。
如果構(gòu)造方法不是通過調(diào)用本身類的其它構(gòu)造方法開始，并且該對象不是 Object 對象，那() 法內(nèi)則包括的內(nèi)容為：1個對父類() 方法的調(diào)用；對實例變量初始化方法的字節(jié)碼；最后是對應(yīng)構(gòu)造子的方法體字節(jié)碼。
如果這個類是 Object，那末它的() 方法則不包括對父類() 方法的調(diào)用。

2、Class.forName、實例對象.class(屬性)、實例對象getClass()的區(qū)分

1、相同點：
通過這幾種方式，得到的都是Java.lang.Class對象（這個是上面講到的類在加載時取得的終究產(chǎn)物）
例如：

package com.lin; /** * 功能概要： * * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 */ public class people { /** * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 * @param args */ public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("..............使用不同的方式加載類..................."); System.out.println(people.class);//通過類.class取得Class對象 people a = new people(); System.out.println(a.getClass());//通過實例名.getClass()取得Class對象 System.out.println(Class.forName("com.lin.people"));//通過Class.forName(全路徑)取得Class對象 System.out.println("..............使用不同的方式創(chuàng)建對象..................."); System.out.println(a);//使用不同的方式創(chuàng)建對象 System.out.println(people.class.newInstance()); System.out.println(a.getClass().newInstance()); System.out.println(Class.forName("com.lin.people").newInstance()); } }

結(jié)果：

從上面可以看到不同的方式加載類。其實這1進(jìn)程只產(chǎn)生1次！

2、區(qū)分：

下面用1個實例來講說它們的區(qū)分

以下新建1個類

package com.lin; /** * 功能概要： * * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 */ public class Cat { static { System.out.println("生成了1只貓"); } }

然后開始使用：

package com.lin; /** * 功能概要： * * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 */ public class CatTest { /** * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 * @param args */ public static void main(String[] args) throws Exception{ System.out.println("---------------Cat.class開始------------------"); System.out.println(Cat.class);//通過類.class取得Class對象 System.out.println("---------------Cat.class結(jié)束------------------"); System.out.println("---------------Class.forName開始------------------"); System.out.println(Class.forName("com.lin.Cat"));//通過Class.forName(全路徑)取得Class對象 System.out.println("---------------Class.forName結(jié)束------------------"); System.out.println("---------------cat.getClass()開始------------------"); Cat cat = new Cat(); System.out.println(cat.getClass());//通過Class.forName(全路徑)取得Class對象 System.out.println("---------------cat.getClass()結(jié)束------------------"); } }

輸出結(jié)果：

如果，將Class.forName()去掉：

以下：

package com.lin; /** * 功能概要： * * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 */ public class CatTest { /** * @author linbingwen * @since 2015年10月20日 * @param args */ public static void main(String[] args) throws Exception{ System.out.println("---------------Cat.class開始------------------"); System.out.println(Cat.class);//通過類.class取得Class對象 System.out.println("---------------Cat.class結(jié)束------------------"); // System.out.println("---------------Class.forName開始------------------"); // System.out.println(Class.forName("com.lin.Cat"));//通過Class.forName(全路徑)取得Class對象 // System.out.println("---------------Class.forName結(jié)束------------------"); System.out.println("---------------cat.getClass()開始------------------"); Cat cat = new Cat(); System.out.println(cat.getClass());//通過Class.forName(全路徑)取得Class對象 System.out.println("---------------cat.getClass()結(jié)束------------------"); } }

結(jié)果又變成：

所以，可以得出以下結(jié)論：

1)Class cl=Cat.class; JVM將使用類Cat的類裝載器,將類A裝入內(nèi)存(條件是:類A還沒有裝入內(nèi)存),不對類A做類的初始化工作.返回類A的Class的對象
2)Class cl=對象援用o.getClass();返回援用o運行時真正所指的對象(由于:兒子對象的援用可能會賦給父對象的援用變量中)所屬的類的Class的對象 ,如果還沒裝載過，會進(jìn)行裝載。
3)Class.forName("類名"); 裝入類A,并做類的初始化(條件是:類A還沒有裝入內(nèi)存)

3、new和newInstance()

從JVM的角度看，我們使用關(guān)鍵字new創(chuàng)建1個類的時候，這個類可以沒有被加載。但是使用Class對象的newInstance()方法的時候，就必須保證：

1、這個類已加載；

2、這個類已連接了。而完成上面兩個步驟的正是Class的靜態(tài)方法forName()所完成的，這個靜態(tài)方法調(diào)用了啟動類加載器，即加載 java API的那個加載器。

現(xiàn)在可以看出，Class對象的newInstance()（這類用法和Java中的工廠模式有著異曲同工之妙）實際上是把new這個方式分解為兩步，即首先調(diào)用Class加載方法加載某個類，然后實例化。這樣分步的好處是不言而喻的。我們可以在調(diào)用class的靜態(tài)加載方法forName時取得更好的靈活性，提供給了1種降耦的手段。

Class.forName().newInstance()和通過new得到對象的區(qū)分

1、使用newInstance可以解耦。使用newInstance的條件是，類已加載并且這個類已連接，這是正是class的靜態(tài)方法forName（）完成的工作。newInstance實際上是把new 這個方式分解為兩步，即，首先調(diào)用class的加載方法加載某個類，然后實例化。

2、newInstance: 弱類型。低效力。只能調(diào)用無參構(gòu)造。 new: 強(qiáng)類型。相對高效。能調(diào)用任何public構(gòu)造。

3、newInstance()是實現(xiàn)IOC、反射、面對接口編程和依賴顛倒等技術(shù)方法的必定選擇，new只能實現(xiàn)具體類的實例化，不合適于接口編程。

4、 newInstance() 1般用于動態(tài)加載類。

5、Class.forName(“”).newInstance()返回的是object 。

6、newInstance( )是1個方法，而new是1個關(guān)鍵字；

注:1般在通用框架里面用的就是class.forName來加載類,然后再通過反射來調(diào)用其中的方法,比方Tomcat源碼里面,這樣就避免了new關(guān)鍵字的耦合度,還有讓不同的類加載器來加載不同的類,方便提高類之間的安全性和隔離性.

生活不易，碼農(nóng)辛苦
如果您覺得本網(wǎng)站對您的學(xué)習(xí)有所幫助,可以手機(jī)掃描二維碼進(jìn)行捐贈
程序員人生