Java注解与反射02
09.类加载内存分析
类的加载过程
类的加载与ClassLoader的理解
- 加载：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
- 链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题
- 准备：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配
- 解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程
- 初始化：
- 执行类构造器
()方法的过程。类构造器 ()方法是由编译器自动收集类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器） - 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化
- 虚拟机会保证一个类的
()方法在多线程环境中被正确加锁和同步
- 执行类构造器
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.n);
/**
* 1.加载到内存，会产生一个类对应的Class对象
* 2.链接，链接结束后 n=0
* 3.初始化
* <clinit>() {
n = 300;
System.out.println("A类的静态代码块");
n = 100;
* }
*
* n=100
*
*
*
*/
}
}
class A {
static {
n = 300;
System.out.println("A类的静态代码块");
}
static int n = 100;
{
System.out.println("A类的代码块");
}
public A() {
System.out.println("A类的构造方法");
}
}
输出
A类的静态代码块
A类的代码块
A类的构造方法
100
10.分析类初始化
什么时候会发生类的初始化
- 类的主动引用（一定会发生类的初始化）
- 当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
- new一个类的对象
- 调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
- 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
- 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类
- 类的被动引用（不会发生类的初始化）
- 当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化，如：当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
- 通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
- 引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接链接就存入类的常量池中了）
下面5种情况可以分别单独打开，练习一下
public class Test06 {
static {
System.out.println("Main类被加载");
}
public static void main(String[] args) {
//1.主动引用
// Son son = new Son();
//2.反射也会产生主动引用
// try {
// Class.forName("kuangJava.reflects.Son");
// } catch (ClassNotFoundException e) {
// e.printStackTrace();
// }
//不会产生类的引用的方法
//3.
// System.out.println(Son.b);
//4.
// Son[] sons = new Son[2];
//5.
System.out.println(Son.M);
}
}
class Father {
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类静态代码块");
}
}
class Son extends Father {
static {
System.out.println("子类静态代码块");
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
输出
1.
Main类被加载
父类静态代码块
子类静态代码块
2.
Main类被加载
父类静态代码块
子类静态代码块
3.
Main类被加载
父类静态代码块
2
4.
Main类被加载
5.
Main类被加载
1
11.类加载器
类加载器的作用
- 类加载的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据准换成方法区的运行时数据结构，然后再堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口
- 类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按照要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这个Class对象
类加载器的作用
类加载器作用是用来把类（class）装载进内存的。JVM规范定义了如下类型的类的加载器
public class Test07 {
public static void main(String[] args) {
//获取系统类加载器
ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//获取系统类加载器的父类加载器--》扩展类加载器
ClassLoader extendClassLoader = classLoader.getParent();
System.out.println(extendClassLoader);
//获取扩展类加载器的父类加载器--》根加载器（C++）
ClassLoader rootClassLoader = extendClassLoader.getParent();
System.out.println(rootClassLoader);
try {
//获取当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader1 = Class.forName("kuangJava.reflects.Test07").getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);
//获取JDK内置的类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader2 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader2);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//双亲委派机制用来检测自定义的包是否有和Java内置包同名，有则不会加载自定义的同名包
//如何获取系统类加载器的加载路径
//System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
/**
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\charsets.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\deploy.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\cldrdata.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\dnsns.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\jaccess.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\jfxrt.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\localedata.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\nashorn.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\sunec.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\sunmscapi.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\ext\zipfs.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\javaws.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\jce.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\jfr.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\jfxswt.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\jsse.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\management-agent.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\plugin.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\resources.jar
* D:\software\Java\jdk1.8.0_241\jre\lib\rt.jar
* D:\IdeaProjects\mystudy\target\classes
* D:\mavenRepository\org\apache\httpcomponents\httpclient\4.5.12\httpclient-4.5.12.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\httpcomponents\httpcore\4.4.13\httpcore-4.4.13.jar
* D:\mavenRepository\commons-logging\commons-logging\1.2\commons-logging-1.2.jar
* D:\mavenRepository\commons-codec\commons-codec\1.11\commons-codec-1.11.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\poi\poi\4.1.2\poi-4.1.2.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\commons\commons-collections4\4.4\commons-collections4-4.4.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\commons\commons-math3\3.6.1\commons-math3-3.6.1.jar
* D:\mavenRepository\com\zaxxer\SparseBitSet\1.2\SparseBitSet-1.2.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\poi\poi-ooxml\4.1.2\poi-ooxml-4.1.2.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\poi\poi-ooxml-schemas\4.1.2\poi-ooxml-schemas-4.1.2.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\xmlbeans\xmlbeans\3.1.0\xmlbeans-3.1.0.jar
* D:\mavenRepository\org\apache\commons\commons-compress\1.19\commons-compress-1.19.jar
* D:\mavenRepository\com\github\virtuald\curvesapi\1.06\curvesapi-1.06.jar
* D:\mavenRepository\com\alibaba\fastjson\1.2.73\fastjson-1.2.73.jar
* D:\mavenRepository\commons-io\commons-io\2.8.0\commons-io-2.8.0.jar
* D:\software\ideaIU-2019.3.3.win\lib\idea_rt.jar
*/
}
}
输出
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@355da254
null
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
null
12.获取类的运行时结构
获取运行时类的完整结构
通过反射获取运行时类的完整结构
Field Method Construtor Superclass Interface Annotation
- 实现的全部接口
- 所继承的父类
- 全部的构造器
- 全部的方法
- 全部的Field
- 注解
- 。。。
public class Test08 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class<?> aClass = Class.forName("com.zhang.reflection.User");
User user=new User();
aClass = user.getClass();
System.out.println(aClass.getName());//获得包名加类名
System.out.println(aClass.getSimpleName());//获得类名
//获得类的属性只能获取public属性
Field[] fields = aClass.getFields();
//可以找到全部的属性
fields=aClass.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
//获得指定属性的值()
//Field name = aClass.getField("name");//只能获取public
Field name = aClass.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
System.out.println("========获得类的方法========");
Method[] methods = aClass.getMethods();//获得本类及其父类的全部PUBLIC方法
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
methods=aClass.getDeclaredMethods();//获得本类所有方法
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
//获得指定方法
//因为有重载所以参数很重要
System.out.println("++++++++++++++++++获得指定方法++++++++++++++++");
Method name1 = aClass.getMethod("getName", null);
System.out.println(name1);
Method name2 = aClass.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(name2);
//获得指定的构造器
System.out.println("++++++++++++++++++获得指定构造器++++++++++++++++");
Constructor[] constructors = aClass.getConstructors();//获得public方法
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
System.out.println("============================");
constructors = aClass.getDeclaredConstructors();//获得全部的构造方法
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
Constructor<?> declaredConstructor = aClass.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);//获得指定构造器
System.out.println("指定构造器"+declaredConstructor);
}
}
class User {
private int id;
private String name;
public User() {
}
public User(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
private void test() {
}
}
输出
kuangJava.reflects.User
User
========
private int kuangJava.reflects.User.id
private java.lang.String kuangJava.reflects.User.name
private java.lang.String kuangJava.reflects.User.name
===getMethods===public java.lang.String kuangJava.reflects.User.getName()
===getMethods===public int kuangJava.reflects.User.getId()
===getMethods===public void kuangJava.reflects.User.setName(java.lang.String)
===getMethods===public void kuangJava.reflects.User.setId(int)
===getMethods===public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
===getMethods===public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
===getMethods===public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
===getMethods===public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
===getMethods===public java.lang.String java.lang.Object.toString()
===getMethods===public native int java.lang.Object.hashCode()
===getMethods===public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
===getMethods===public final native void java.lang.Object.notify()
===getMethods===public final native void java.lang.Object.notifyAll()
===getDeclaredMethods===public java.lang.String kuangJava.reflects.User.getName()
===getDeclaredMethods===public int kuangJava.reflects.User.getId()
===getDeclaredMethods===public void kuangJava.reflects.User.setName(java.lang.String)
===getDeclaredMethods===private void kuangJava.reflects.User.test()
===getDeclaredMethods===public void kuangJava.reflects.User.setId(int)
public java.lang.String kuangJava.reflects.User.getName()
public void kuangJava.reflects.User.setName(java.lang.String)
===getConstructors===public kuangJava.reflects.User()
===getConstructors===public kuangJava.reflects.User(int,java.lang.String)
===getDeclaredConstructors===public kuangJava.reflects.User()
===getDeclaredConstructors===public kuangJava.reflects.User(int,java.lang.String)
指定构造器：public kuangJava.reflects.User(int,java.lang.String)
13.动态创建对象执行方法
有了Class对象，能做什么？
- 创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
- 类必须有一个无参数的构造器
- 类的构造器的访问权限必须足够
思考：难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗？只要在操作的时候明确的调用类中的构造器，并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。
步骤如下：
- 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
- 向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数
- 通过Constructor实例化对象
调用指定的方法
通过反射，调用类中的方法，通过Method类实现
- 通过Class类的getMethod(String name, Class ...parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的的参数类型。
- 之后使用Object invoke(Object obj, Object... args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息
Object invoke(Object obj, Object... args)
- Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
- 若原方法为静态方法，此时形参Object obj可为null
- 若原方法形参列表为空，则Object... args为null
- 若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法
setAccessible
- Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
- setAccessible作用是启动和禁用方案安全检查的开关
- 参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消java语言访问检查
- 提高反射的效率，如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true
- 使得原本无法访问的私有成员也可以访问
- 参数值为false则指示反射的对象应该实施java语言访问检查
public class Test09 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
Class c1=Class.forName("com.zhang.reflection.User");
//构造一个对象
User user = (User) c1.newInstance();//本质调用了无参构造器
System.out.println(user);
//通过构造器创造对象
Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);//此构造方法必须是public
User user2 = (User) constructor.newInstance("老妈", 001, 28);
System.out.println(user2);
//通过反射调用普通方法
User user3=(User) c1.newInstance();//创建一个要操作的对象
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);//获取要操作对象的方法
setName.invoke(user3,"zhangzhang");//自指定操作对象方法的形参
System.out.println(user3.getName());
//通过反射操作属性
System.out.println("####################");
User userr4=(User) c1.newInstance();
Field name=c1.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);//取消安全操作。（可以操作私有属性）
name.set(userr4,"haha");
System.out.println(userr4.getName());
}
}
class User {
private int id;
private String name;
public User() {
}
public User(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
private void test() {
}
public static void print (String msg) {
System.out.println("print:"+msg);
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
14.性能对比分析
public class Test10 {
/**
* 普通方法
*/
public static void normalWay() {
User user = new User();
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
user.getName();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方法执行10亿次用时：" + (endTime - startTime) + "ms");
}
/**
* 反射
*/
public static void reflectWay() {
try {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user, null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方法执行10亿次用时：" + (endTime - startTime) + "ms");
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 反射，关闭安全校验
*/
public static void reflectWay2() {
try {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user, null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方法(关闭校测)执行10亿次用时：" + (endTime - startTime) + "ms");
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
normalWay();
reflectWay();
reflectWay2();
}
}
输出
普通方法执行10亿次用时：5ms
反射方法执行10亿次用时：3096ms
反射方法(关闭校测)执行10亿次用时：1300ms
15.获取泛型信息
反射操作泛型
- Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅给编译器javac使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换问题，但是，一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除
- 为了通过反射操作这些类型，java新增了ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型
- ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection
- GenericArrayType:表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
- TypeVariable:是各种类型变量的公共父接口
- WildcardType:代表一种通配符类型表达式
//反射获取泛型
public class Test10 {
public void test01(Map<String,User> map, List<User> list){
}
public Map<String,User> test02(){
System.out.println("test02");
return null;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Method method = Test10.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] parameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
for (Type type : parameterTypes) {
System.out.println("#???"+type);
if (type instanceof ParameterizedType){//如果泛型的参数类型属于参数化类型
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();//强转为参数化类型获得其真实数据类型
for (Type argument : actualTypeArguments) {
System.out.println(argument);
}
}
}
Method method02 = Test10.class.getMethod("test02", null);
Type returnType = method02.getGenericReturnType();
if (returnType instanceof ParameterizedType){//如果泛型的参数类型属于参数化类型
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) returnType).getActualTypeArguments();//强转为参数化类型获得其真实数据类型
for (Type argument : actualTypeArguments) {
System.out.println("无参方法"+argument);
}
}
}
}
输出
#???java.util.Map<java.lang.String, com.zhang.reflection.User>
class java.lang.String
class com.zhang.reflection.User
#???java.util.List<com.zhang.reflection.User>
class com.zhang.reflection.User
无参方法class java.lang.String
无参方法class com.zhang.reflection.User
16.获取注解信息
反射操作注解
- getAnnotations
- getAnnotation
//反射是框架的核心
public class Test11{
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
Class<?> aClass = Class.forName("com.zhang.reflection.Studnet02");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations = aClass.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//通过反射获得注解value的值
TableZhang tableZhang = aClass.getAnnotation(TableZhang.class);
String value = tableZhang.value();
System.out.println(value);
//获得类指定的注解
Field name = aClass.getDeclaredField("id");
FieldZhang fieldZhang = name.getAnnotation(FieldZhang.class);
System.out.println(fieldZhang.columnName());
System.out.println(fieldZhang.length());
System.out.println(fieldZhang.type());
}
}
@TableZhang("DB_ST")
class Studnet02 {
@FieldZhang(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@FieldZhang(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
private String name;
@FieldZhang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
public Studnet02(){
}
public Studnet02(int age, String name, int id) {
this.age = age;
this.name = name;
this.id = id;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "Test11{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
", id=" + id +
'}';
}
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableZhang{
String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldZhang{
String columnName();
String type();
int length();
}
输出
@com.zhang.reflection.TableZhang(value=DB_ST)
DB_ST
db_id
10
int
本文来自博客园，作者：Cn_FallTime，转载请注明原文链接：https://www.cnblogs.com/CnFallTime/p/15918248.html
