java8--类加载机制与反射(java疯狂讲义3复习笔记)
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了java8--类加载机制与反射(java疯狂讲义3复习笔记)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本章重点介绍java.lang.reflect包下的接口和类
当程序使用某个类时,如果该类还没有被加载到内存中,那么系统会通过加载,连接,初始化三个步骤来对该类进行初始化.
类的加载时指将类的class文件读入内存,并为之创建一个java.lang.class对象,也就是说,当程序中使用任何类时,系统都会为之建立一个java.lang.Class对象.(几乎所有的类都是java.lang.Class的实例);
所以JVM最先初始化的总是java.long.Object类.
在java中,一个类用其全限定类名(包括包名和类名)作为标识;但在JVM中,一个类用其全限定类名和类加载器作为其唯一标识.
打印根类加载器:
public class BootstrapTest { public static void main(String[] args) { // 获取根类加载器所加载的全部URL数组 for (URL url : sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs()) { // 遍历、输出根类加载器加载的全部URL System.out.println(url.toExternalForm()); } } } ---------------------------------------------------------------------- file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_51.jdk/Contents/Home/jre/lib/resources.jar file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_51.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_51.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_51.jdk/Contents/Home/jre/lib/jce.jar file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_51.jdk/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_51.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar
扩展类加载器,这个可以加入自己的jar包,挺好玩的.
系统类加载器:这个就是我们平常自定义类的父加载器了
开发者实现自定义的类加载器需要通过继承ClassLoader来实现.
public static void main(String[] args) throws IOException { // 获取系统类加载器 ClassLoader systemLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); System.out.println("系统类加载器：" + systemLoader); /* 获取系统类加载器的加载路径——通常由CLASSPATH环境变量指定 如果操作系统没有指定CLASSPATH环境变量，默认以当前路径作为 系统类加载器的加载路径 */ Enumeration<URL> em1 = systemLoader.getResources(""); while(em1.hasMoreElements()) { System.out.println(em1.nextElement()); } // 获取系统类加载器的父类加载器：得到扩展类加载器 ClassLoader extensionLader = systemLoader.getParent(); System.out.println("扩展类加载器：" + extensionLader); System.out.println("扩展类加载器的加载路径：" + System.getProperty("java.ext.dirs")); System.out.println("扩展类加载器的parent: " + extensionLader.getParent()); }
自定义类加载器的例子:
由于java8.0.51的URLClassLoader里重写了ClassLoader这个类里的下面这个方法,
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { throw new ClassNotFoundException(name); }
所以,现在还没弄明白原因,如果我们自己重写findClass(String name),结果就是程序会先调用URLClassLoader里的findClass方法,如果这个方法找不到类,才会调用我们自己写的findClass(String name).
比如我们要动态加载某个类(如果内存存在这个类,那么闲从内存取;如果内存中不存在,那么加载那个类的java文件并编译(我不确定是不是要先检查是否有class文件,看源码和自己的测试结果是没有检查)).
例子
public class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("tes22t2"); for (String arg : args) { System.out.println("运行Hello的参数：" + arg); } } }
import java.io.*; import java.lang.reflect.*; import java.net.URL; import java.security.CodeSigner; import java.security.CodeSource; import java.util.jar.Manifest; import sun.misc.Resource; import sun.misc.URLClassPath; import com.sun.xml.internal.bind.annotation.OverrideAnnotationOf; /** * Description: * <br/>网站: <a href="http://www.crazyit.org">疯狂Java联盟</a> * <br/>Copyright (C), 2001-2016, Yeeku.H.Lee * <br/>This program is protected by copyright laws. * <br/>Program Name: * <br/>Date: * @author Yeeku.H.Lee kongyeeku@163.com * @version 1.0 */ public class CompileClassLoader extends ClassLoader { // 读取一个文件的内容 private byte[] getBytes(String filename) throws IOException { File file = new File(filename); long len = file.length(); byte[] raw = new byte[(int)len]; try( FileInputStream fin = new FileInputStream(file)) { // 一次读取class文件的全部二进制数据 int r = fin.read(raw); if(r != len) throw new IOException("无法读取全部文件：" + r + " != " + len); return raw; } } // 定义编译指定Java文件的方法 private boolean compile(String javaFile) throws IOException { System.out.println("CompileClassLoader:正在编译 " + javaFile + "..."); // 调用系统的javac命令 Process p = Runtime.getRuntime().exec("javac " + javaFile); try { // 其他线程都等待这个线程完成 p.waitFor(); } catch(InterruptedException ie) { System.out.println(ie); } // 获取javac线程的退出值 int ret = p.exitValue(); // 返回编译是否成功 return ret == 0; } // 重写ClassLoader的findClass方法 @Override protected Class<?> findClass(String tmpName) throws ClassNotFoundException { System.out.println(tmpName); Class clazz = null; // 将包路径中的点（.）替换成斜线（/）; String className = tmpName.replace("." , "/").replace("1" , "");
// 这里因为我是在eclipse里编辑的,而java文件统一放到src里,class文件统一放到了bin里, 所以我需要加前缀, String javaFilename = "src/"+className + ".java"; String classFilename = "bin/"+className + ".class"; File javaFile = new File(javaFilename); System.out.println(javaFile.getAbsolutePath()); File classFile = new File(classFilename); // 当指定Java源文件存在，且class文件不存在、或者Java源文件 // 的修改时间比class文件修改时间更晚，重新编译 if(javaFile.exists() && (!classFile.exists() || javaFile.lastModified() > classFile.lastModified())) { try { // 如果编译失败，或者该Class文件不存在 if(!compile(javaFilename) || !classFile.exists()) { throw new ClassNotFoundException( "ClassNotFoundExcetpion:" + javaFilename); } } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); } } // 如果class文件存在，系统负责将该文件转换成Class对象 if (classFile.exists()) { try { // 将class文件的二进制数据读入数组 byte[] raw = getBytes(classFilename); // 调用ClassLoader的defineClass方法将二进制数据转换成Class对象 clazz = defineClass(className,raw,0,raw.length); } catch(IOException ie) { ie.printStackTrace(); } } // 如果clazz为null，表明加载失败，则抛出异常 if(clazz == null) { throw new ClassNotFoundException(className); } return clazz; } // 定义一个主方法 public static void main(String[] args) throws Exception { // 如果运行该程序时没有参数，即没有目标类 args = new String[]{"Hello","java疯狂讲义w"}; // 第一个参数是需要运行的类 String progClass = args[0]; // 剩下的参数将作为运行目标类时的参数， // 将这些参数复制到一个新数组中 String[] progArgs = new String[args.length-1]; System.arraycopy(args , 1 , progArgs , 0 , progArgs.length); CompileClassLoader ccl = new CompileClassLoader(); // 加载需要运行的类 Class<?> clazz = ccl.loadClass(progClass); // 获取需要运行的类的主方法 Method main = clazz.getMethod("main" , (new String[0]).getClass()); Object[] argsArray = {progArgs}; main.invoke(null,argsArray); } }
输出结果是
tes22t2
运行Hello的参数：java疯狂讲义w
打断点可见,并没有调用我们自定义的findClass(String tmpName)方法.
当我们把 args = new String[]{"Hello","java疯狂讲义w"}; 改为 args = new String[]{"Hello1","java疯狂讲义w"}; 时,由于URLClassLoader并没有找到被加载的类Hello1,所以最后会调用我们自定义的findClass方法. 当然,更规范的是把 Class<?> clazz = ccl.loadClass(progClass); 改为 Class<?> clazz = ccl.findClass(progClass);
输出结果:
Hello1 /Users/liuxin/work/workspace2/learnJava/src/Hello.java tes22t2 运行Hello的参数：java疯狂讲义w
这里我们可以看到,如果要动态加载某个类,不用自己覆写findClass方法,只要如下代码就好:
import java.io.*; import java.lang.reflect.*; import java.net.URL; import java.security.CodeSigner; import java.security.CodeSource; import java.util.jar.Manifest; import sun.misc.Resource; import sun.misc.URLClassPath; import com.sun.xml.internal.bind.annotation.OverrideAnnotationOf; public class CompileClassLoader extends ClassLoader { public static void main(String[] args) throws Exception { // 如果运行该程序时没有参数，即没有目标类 args = new String[]{"Hello","java疯狂讲义w"}; // 第一个参数是需要运行的类 String progClass = args[0]; // 剩下的参数将作为运行目标类时的参数， // 将这些参数复制到一个新数组中 String[] progArgs = new String[args.length-1]; System.arraycopy(args , 1 , progArgs , 0 , progArgs.length); CompileClassLoader ccl = new CompileClassLoader(); // 加载需要运行的类 Class<?> clazz = ccl.loadClass(progClass); // 获取需要运行的类的主方法 Method main = clazz.getMethod("main" , (new String[0]).getClass()); Object[] argsArray = {progArgs}; main.invoke(null,argsArray); } } ----------------输出结果-------------------- tes22t2 运行Hello的参数：java疯狂讲义w
18.2.4 URLClassLoader类
java为ClassLoader提供了一个URLClassLoader实现类,该类也是系统类加载器和扩展类加载器的父类(此处的父类,就是指类与类之间的继承关系).URLClassLoader功能强大,可以从本地或远程主机获取二进制文件来加载类.
下面是一个例子
import java.sql.*; import java.util.*; import java.net.*; /** * Description: * <br/>网站: <a href="http://www.crazyit.org">疯狂Java联盟</a> * <br/>Copyright (C), 2001-2016, Yeeku.H.Lee * <br/>This program is protected by copyright laws. * <br/>Program Name: * <br/>Date: * @author Yeeku.H.Lee kongyeeku@163.com * @version 1.0 */ public class URLClassLoaderTest { private static Connection conn; // 定义一个获取数据库连接方法 public static Connection getConn(String url , String user , String pass) throws Exception { if (conn == null) { // 创建一个URL数组 URL[] urls = {new URL( "file:mysql-connector-java-5.1.30-bin.jar")}; // 以默认的ClassLoader作为父ClassLoader，创建URLClassLoader URLClassLoader myClassLoader = new URLClassLoader(urls); // 加载MySQL的JDBC驱动，并创建默认实例 Driver driver = (Driver)myClassLoader. loadClass("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance(); // 创建一个设置JDBC连接属性的Properties对象 Properties props = new Properties(); // 至少需要为该对象传入user和password两个属性 props.setProperty("user" , user); props.setProperty("password" , pass); // 调用Driver对象的connect方法来取得数据库连接 conn = driver.connect(url , props); } return conn; } public static void main(String[] args)throws Exception { Connection temconn = getConn("jdbc:mysql://localhost:3306/mybatis" , "root" , "password"); try{ String sql = "INSERT INTO `mybatis`.`users` (`NAME`, `age`) VALUES (\'java8\', \'2\')"; java.sql.PreparedStatement stmt = temconn.prepareStatement(sql); stmt.execute(); stmt.close(); String sql2 = "select * from `mybatis`.`users`"; java.sql.PreparedStatement stmt2 = temconn.prepareStatement(sql2); ResultSet rs = stmt2.executeQuery(); ResultSetMetaData m=rs.getMetaData(); //显示列,表格的表头 int columns=m.getColumnCount(); for(int i=1;i<=columns;i++) { System.out.print(m.getColumnName(i)); System.out.print("\\t\\t"); } System.out.println(); //显示表格内容 while(rs.next()) { for(int i=1;i<=columns;i++) { System.out.print(rs.getString(i)); System.out.print("\\t\\t"); } System.out.println(); } stmt2.close(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }finally{ temconn.close(); } } }
所以前面的动态加载类,可以用URLClassLoader改写如下:(为了弄明白路径,把Hello.java放到了learnJava包里去了)
public static void main(String[] args) throws Exception { args = new String[]{"learnJava.Hello","java疯狂讲义w"}; String progClass = args[0]; String[] progArgs = new String[args.length-1]; System.arraycopy(args , 1 , progArgs, 0 , progArgs.length); URL[] urls = {new URL("file:")}; Class<?> clazz = (new URLClassLoader(urls)).loadClass(progClass); // 获取需要运行的类的主方法 Method main = clazz.getMethod("main" , (new String[0]).getClass()); Object[] argsArray = {progArgs}; main.invoke(null,argsArray); }
18.3 通过反射来查看类的信息
什么时候会用到反射?
从Class中获取信息,方法分以下几类:
1.获取构造器
2.获取方法
3.获取属性
上面这三类方法,每一类都分4个方法,例如:(单个,多个) * (按权限,不顾权限)
4.获取注解,这个太多:
5.获取内部类
Class<?>[] getDeclaredClasses():返回该Class对象对应类包含的全部内部类
6.获取外部类
Class<?>[] getDeclaringClasse():返回该Class对象对应类所在的外部类
7.获取接口
Class<?>[] getInterfaces():返回该Class对象对应类所实现的全部接口
8.其他的如下:
例子:
// 定义可重复注解 @Repeatable(Annos.class) @interface Anno {} @Retention(value=RetentionPolicy.RUNTIME) @interface Annos { Anno[] value(); } // 使用4个注解修饰该类 @SuppressWarnings(value="unchecked") @Deprecated // 使用重复注解修饰该类 @Anno @Anno public class ClassTest { // 为该类定义一个私有的构造器 private ClassTest() { } // 定义一个有参数的构造器 public ClassTest(String name) { System.out.println("执行有参数的构造器"); } // 定义一个无参数的info方法 public void info() { System.out.println("执行无参数的info方法"); } // 定义一个有参数的info方法 public void info(String str) { System.out.println("执行有参数的info方法" + "，其str参数值：" + str); } // 定义一个测试用的内部类 class Inner { } public static void main(String[] args) throws Exception { // 下面代码可以获取ClassTest对应的Class Class<?> clazz = ClassTest.class; // 获取该Class对象所对应类的全部构造器 Constructor[] ctors = clazz.getDeclaredConstructors(); System.out.println("ClassTest的全部构造器如下："); for (Constructor c : ctors) { System.out.println(c); } // 获取该Class对象所对应类的全部public构造器 Constructor[] publicCtors = clazz.getConstructors(); System.out.println("ClassTest的全部public构造器如下："); for (Constructor c : publicCtors) { System.out.println(c); } // 获取该Class对象所对应类的全部public方法 Method[] mtds = clazz.getMethods(); System.out.println("ClassTest的全部public方法如下："); for (Method md : mtds) { System.out.println(md); } // 获取该Class对象所对应类的指定方法 System.out.println("ClassTest里带一个字符串参数的info()方法为：" + clazz.getMethod("info" , String.class)); // 获取该Class对象所对应类的上的全部注解 Annotation[] anns = clazz.getAnnotations(); System.out.println("ClassTest的全部Annotation如下："); for (Annotation an : anns) { System.out.println(an); } System.out.println("该Class元素上的@SuppressWarnings注解为：" + Arrays.toString(clazz.getAnnotationsByType(SuppressWarnings.class))); System.out.println("该Class元素上的@Anno注解为：" + Arrays.toString(clazz.getAnnotationsByType(Anno.class))); // 获取该Class对象所对应类的全部内部类 Class<?>[] inners = clazz.getDeclaredClasses(); System.out.println("ClassTest的全部内部类如下："); for (Class c : inners) { System.out.println(c); } // 使用Class.forName方法加载ClassTest的Inner内部类 Class inClazz = Class.forName("ClassTest$Inner"); // 通过getDeclaringClass()访问该类所在的外部类 System.out.println("inClazz对应类的外部类为：" + inClazz.getDeclaringClass()); System.out.println("ClassTest的包为：" + clazz.getPackage()); System.out.println("ClassTest的父类为：" + clazz.getSuperclass()); } }
18.3.3 java8 新增的方法参数反射
关于反射方法的参数的名字,这个比较麻烦,如下的例子
class Test { public void replace(String str, List<String> list){} } public class MethodParameterTest { public static void main(String[] args)throws Exception { // 获取Tesy的类 Class<Test> clazz = Test.class; // 获取Test类的带两个参数的replace()方法 Method replace = clazz.getMethod("replace" , String.class, List.class); // 获取指定方法的参数个数 System.out.println("replace方法参数个数：" + replace.getParameterCount()); // 获取replace的所有参数信息 Parameter[] parameters = replace.getParameters(); System.out.println((new File("")).getAbsolutePath()); int index = 1; // 遍历所有参数 for (Parameter p : parameters) { if (p.isNamePresent()) { System.out.println("---第" + index++ + "个参数信息---"); System.out.println("参数名：" + p.getName()); System.out.println("形参类型：" + p.getType()); System.out.println("泛型类型：" + p.getParameterizedType()); } } } }
所以,上面这个例子在用eclipse编译时,总是找不到参数名.没找到设置的地方,只能用javac编译
编译命令如下: javac -parameters -encoding GBK -d . MethodParameterTest.java 因为疯狂java讲义里的源码都是GBK编码,而一般的电脑默认utf-8,所以需要指定编码方式 运行: java MethodParameterTest ----------------------结果-------------------------- replace方法参数个数：2 /Users/liuxin/work/workspace2/learnJava/src ---第1个参数信息--- 参数名：str 形参类型：class java.lang.String 泛型类型：class java.lang.String ---第2个参数信息--- 参数名：list 形参类型：interface java.util.List 泛型类型：java.util.List<java.lang.String>
18.4 使用反射生成并操作对象
例子:这个个别地方没理解,但是这是一个反射的典型应用,需要好好理解
import java.util.*; import java.io.*; import java.lang.reflect.*; /** * Description: * <br/>网站: <a href="http://www.crazyit.org">疯狂Java联盟</a> * <br/>Copyright (C), 2001-2016, Yeeku.H.Lee * <br/>This program is protected by copyright laws. * <br/>Program Name: * <br/>Date: * @author Yeeku.H.Lee kongyeeku@163.com * @version 1.0 */ public class ExtendedObjectPoolFactory { // 定义一个对象池,前面是对象名，后面是实际对象 private Map<String ,Object> objectPool = new HashMap<>(); private Properties config = new Properties(); // 从指定属性文件中初始化Properties对象 public void init(String fileName) { // File tmpFi = new File(fileName); // System.out.println(tmpFi.getAbsolutePath()); try(FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName)) { config.load(fis); } catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); System.out.println("读取" + fileName + "异常"); } } // 定义一个创建对象的方法， // 该方法只要传入一个字符串类名，程序可以根据该类名生成Java对象 private Object createObject(String clazzName) throws InstantiationException , IllegalAccessException , ClassNotFoundException { // 根据字符串来获取对应的Class对象 Class<?> clazz =Class.forName(clazzName); // 使用clazz对应类的默认构造器创建实例 return clazz.newInstance(); } // 该方法根据指定文件来初始化对象池， // 它会根据配置文件来创建对象 public void initPool()throws InstantiationException ,IllegalAccessException , ClassNotFoundException { for (String name : config.stringPropertyNames()) { // 每取出一对key-value对，如果key中不包含百分号（%） // 这就标明是根据value来创建一个对象 // 调用createObject创建对象，并将对象添加到对象池中 if (!name.contains("%")) { objectPool.put(name , createObject(config.getProperty(name))); } } } // 该方法将会根据属性文件来调用指定对象的setter方法 public void initProperty()throws InvocationTargetException ,IllegalAccessException,NoSuchMethodException { for (String name : config.stringPropertyNames()) { // 每取出一对key-value对，如果key中包含百分号（%） // 即可认为该key用于控制调用对象的setter方法设置值， // %前半为对象名字，后半控制setter方法名 if (name.contains("%")) { // 将配置文件中key按%分割 String[] objAndProp = name.split("%"); // 取出调用setter方法的参数值 Object target = getObject(objAndProp[0]); // 获取setter方法名:set + "首字母大写" + 剩下部分 String mtdName = "set" + objAndProp[1].substring(0 , 1).toUpperCase() + objAndProp[1].substring(1); // 通过target的getClass()获取它实现类所对应的Class对象 Class<?> targetClass = target.getClass(); // 获取希望调用的setter方法 Method mtd = targetClass.getMethod(mtdName , String.class); // 通过Method的invoke方法执行setter方法， // 将config.getProperty(name)的值作为调用setter的方法的参数 mtd.invoke(target , config.getProperty(name)); } } } public Object getObject(String name) { // 从objectPool中取出指定name对应的对象。 return objectPool.get(name); } public static void main(String[] args) throws Exception { ExtendedObjectPoolFactory epf = new ExtendedObjectPoolFactory(); epf.init("src/extObj.txt"); epf.initPool(); epf.initProperty(); System.out.println(epf.getObject("a")); } }
例子二:使用指定的构造器来构造对象.
public class CreateJFrame { public static void main(String[] args) throws Exception { // 获取JFrame对应的Class对象 Class<?> jframeClazz = Class.forName("javax.swing.JFrame"); // 获取JFrame中带一个字符串参数的构造器 Constructor ctor = jframeClazz .getConstructor(String.class); // 调用Constructor的newInstance方法创建对象 Object obj = ctor.newInstance("测试窗口"); // 输出JFrame对象 System.out.println(obj); } }
18.4.3 访问成员变量值
例子:
class Person { private String name; private int age; public String toString() { return "Person[name:" + name + " , age:" + age + " ]"; } } public 以上是关于java8--类加载机制与反射(java疯狂讲义3复习笔记)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章