Java中Class和单例类的作用与类成员的理解

Posted 2021-12-07 2019wxw

Java中Class类的作用与深入理解

  　　在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识。这个信息跟踪着每个对象所属的类。JVM利用运行时信息选择相应的方法执行。而保存这些信息的类称为Class。可能容易产生混淆，容易想到class。不过二者没什么关系，class不过是描述类的一个关键字。而Class却是保存着运行时信息的类。

       它能做什么？Class类可以帮助我们在程序运行时分析类，说白了就是获取类中的值。可能瞬间就想到了反射，没错！Class一般就是和反射配套使用的，因为我们向Class提供一个类或一个类的类名，Class就可以提供我们很多信息，比如属性/方法/修饰符/构造器/类名等等。然后我们就可以进一步进行反射。不过，还是先来简单了解下Class类的内容和使用方式吧！

获取Class对象的三种方式（实例采用Person类）

方式1：通过Object类的getObject()方法　　　

Person p = new Person();

Class c = p.getClass();

方式2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象（任意数据类型都具备一个class静态属性,看上去要比第一种方式简单）。

Class c2 = Person.class

方式3: 通过Class类中的方法（将类名作为字符串传递给Class类中的静态方法forName即可）。　　

Class c3 = Class.forName("Person")

注意：第三种和前两种的区别

前两种你必须明确Person类型.

后面是指定这种类型的字符串就行.这种扩展更强.我不需要知道类名.我只提供字符串,按照配置文件加载就可以了

代码演示：

public class ReflectDemo {
 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
  //通过Object类的getObject()方法　　　
  Person p = new Person();
  Class c1 = p.getClass();
  System.out.println(c1);
    
  //类名.class 获取到字节码文件对象
  Class c2 =Person.class;
  System.out.println(c2);
    
  //通过Class类中的方法forName()
  Class c3 = Class.forName("cn.shiqi.demo1.Person");
  System.out.println(c3);
 }
}

class Person{

  

}

类成员的理解     

　　类成员是属于整个类的，而不是属于对象的。因此创建一个对象时，只会为实例变量分配内存，而不会为类成员变量分配内存，类成员变量是在类初始化时分配的内存（执行main()方法之前），所以当类变量初始化以后，实例变量很可能还没有分配内存，因此类成员是不能访问实例变量的。
Java中对象可以访问类成员变量（很多语言是不允许对象访问类变量的,只能访问实例变量），一般都是通过类来访问对象。

public class NullAccessStatic
{
   private static void test()
   {
      System.out.println("static修饰的类方法");
   }
   public static void main(String[] args)
   {
      // 定义一个NullAccessStatic变量，其值为null
      NullAccessStatic nas = null;
      //使用null对象调用所属类的类方法   
      //下面代码一切正常，可以使用空对象访问类成员，进一步说明类成员是属于类的，其并不在对应实例中   
      nas.test();
   }
}
//注意：如果一个null对象访问实例成员，将会引发NullPointException异常，
//因为null表明该实例根本不存在，既然实例不存在，它的实例成员也就不存在。

如下所示：

public class Main {
     public static int str1=1;//类成员
     int b=2;//实例成员
    public static void main(String[] args) {
       // System.out.println("Hello World!");

        /*String str2 = new String("str")+new String("01");
        str2.intern();//从常量池中找，如果有直接返回该引用
        String str1 = "str01";
        System.out.println(str2 == str1);*/

       Main a=null;//表明实例根本不存在，既然实例不存在,那么他的实例变量和方法自然也不存在
        // Main a=new Main();
        System.out.println(a.str1);
        System.out.println(a.b);//空指针异常
    }
}

2 单例类
大部分时候把类的构造器访问控制权限都定义为public，允许任何类自由创建该类的对象。但在某些时候，允许其他类自由创建该类对象没有任何意义，还可能造成系统性能下降（因为频繁的创建对象，且回收对象会带来系统开销问题），这是就需要引入单例类了。如果一个类始终只能创建一个类，则这个类就被称为单例类。
要实现单例类需要做哪些处理：

将类的构造器隐藏起来，用private，但又需要创建一个对象，就需要提供一个public方法，用于创建该对象，且该方法必须使用static修饰（因为调用该方法之前还不存在对象，因此调用该方法的只能是类）
除此之外，还需要缓存已经创建好的对象，否则无法知道曾经是否创建过对象，也就无法保证只创建一个对象。为此该类需要提供一个成员变量来保存曾经创建过的对象，因为该成员变量需要被上面的方法调用，故该成员变量不许用static修饰。 

class Singleton
{
   ////使用一个类成员变量来缓存曾经创建过的实例   
   private static Singleton instance;
   //对构造器使用private修饰，隐藏该构造器   
   private Singleton(){}//只能本类访问
    // 提供一个静态方法，用于返回Singleton实例
   //该方法可以加入自定义控制，保证指残生一个Singleton对象
   public static Singleton getInstance()
   {
      // 如果instance为null，则表明不曾创建Singleton对象      
      //如果instance不为null，则表明已经创建过Singleton对象
      // 将不会创建新的实例 
      if (instance == null)
      {
        // 创建一个Singleton对象，将其缓存起来           
        instance = new Singleton();
      }
      return instance;
   }
}
public class SingletonTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      //创建Singleton对象不能通过构造器      
      //只能通过getInstance方法来得到实例      
      Singleton s1 = Singleton.getInstance();
      Singleton s2 = Singleton.getInstance();
      System.out.println(s1 == s2); //将输出true
   }
}