Java反射、类加载、初始化

 Java反射、类加载、初始化

一、 先了解一下基本知识：

1.      字节码和机器码是什么，有什么联系

二、反射、类加载器、初始化

2.      反射：

2.1，反射理解：

2.2，Class类常用方法：

2.3，获取某个类的class 实例四种方法：

2.4，反射优点、缺点：

2.5，反射在实际开发中的使用场景：

 

3，类加载ClassLoader：

3.1，类加载器的一个主要方法：getResourceAsStream(String str): 获取类路径下的指定文件的输入流

3.2 类加载器和inputStream 加载配置文件的区别：

3.3 配置文件的路径问题：

3.4  Class.getResource(String path) 与 Class.getClassLoader.getResource (String path) 区别：

 

4，类的加载机制

4.1 类的加载：

4.2类加载的时机

4.3 类加载器分类：

4.4 类加载的双亲委派模型

 

转载1：https://www.cnblogs.com/qiumingcheng/p/5400265.html  《机器码和字节码》

转载2：https://www.cnblogs.com/yangyongjie/p/11002844.html  《Java类加载和初始化》

转载3：https://blog.csdn.net/iechenyb/article/details/81871306 《JAVA类加载与初始化顺序》

转载4：https://blog.csdn.net/qq_28505705/article/details/106462462 《Java基础----反射 （一） 反射机制、Class类、类的加载和类加载器ClassLoader、反射的使用》

 

一、 先了解一下基本知识：

1.      字节码和机器码是什么，有什么联系

▪机器码：顾名思义，机器可以读懂的码；就是0、1啦；原生码（Native Code），是电脑的CPU可直接解读的数据。

▪字节码：字节码（Bytecode）是一种包含执行程序、由一序列 op 代码/数据对 组成的二进制文件。字节码是一种中间码，它比机器码更抽象，需要直译器转译后才能成为机器码的中间代码。（ps：OP （操作码operation code））

举例：java  bytecode; 首先通过java语言编译器编写代码，生成.java 文件，然后编译器实行javac 指令，生成.class 文件（字节码文件），然后jvm 跨平台，在直译器的翻译下生成机器码，让CPU 解读。（ps：编译器的作用：编译器里我们通过高级java 高级语言，编写代码，理由编译器自带的javac 命令，生成字节码.class 文件，然后再通过编译器的java 命令，运行代码，查看结果。）

✿联系：字节码是一种中间状态（中间码）的二进制代码（文件）。需要直译器转译后才能成为机器码。

 

二、反射、类加载器、初始化

2.      反射：

2.1，反射理解：“照镜子”

对象通过反射可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。

概念：Reflection（反射）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Refle反射的API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

 

在Object类中定义了public final Class getClass()方法，方法返回值的类型是一个Class类。
✿Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象。

2.2，Class类常用方法：

2.3，获取某个类的class 实例四种方法：

法1：  // 已知具体的类，调用运行时类的属性：.class；它主要应用于原始数据类型，并且仅在我们知道类的名称时才使用。要创建的Class对象的类名在编译时确定。    
     Class<?> clazz = String.class;  
法2： //已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
    String str = new String("string");
    Class c3 = str.getClass();
法3：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
    Class<?> clazz = Class.forName(“某个类的类名（路径）”);
法4：方式四：使用类的加载器：ClassLoader
   ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
   Class<?> clazz4 = classLoader.loadClass("reflection_mechanism.Person");

2.4，反射优点、缺点：

优点：提高了程序的灵活性和扩展性，降低模块的耦合性；例如通过反射机制可以让程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类；反射是框架的灵魂，使用反射可以避免将代码写死在框架中。

缺点：性能问题：反射相当于一系列解释操作，通知jvm要做的事情，性能比直接的java代码要慢很多。把本来应该在项目启动阶段做的事情，延迟到了项目运行阶段来做。这样就增加了项目运行阶段的系统开销。安全限制：使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。因为有内部的暴露。

2.5，反射在实际开发中的使用场景：

♢反射使用不好，对性能影响比较，一般项目中很少直接使用，主要用在底层框架中。使用反射机制，①模块开发，通过反射调用对应字节码；②动态代理模式；③spring框架、Hibernate框架等；

✿反射是框架设计的灵魂。

举例：

• ① 用 IoC 来注入和组装 bean；
• ②工厂模式：Factory类中用反射的话，添加了一个新的类之后，就不需要再修改工厂类Factory
• ③数据库JDBC中通过Class.forName(Driver).来获得数据库连接驱动；
• ④动态代理、面向切面、bean 对象中的方法替换与增强，也使用了反射；
• ⑤定义的注解，也是通过反射查找

ps：什么是IoC？--- “控制反转”， 获的对象的过程被反转了，依赖注入。 控制权的转移，应用程序本身不负责依赖对象的创建和维护，而是有外部容器的创建和维护。例如将对象的依赖交给配置文件来配置

 

3，类加载ClassLoader：

3.1，类加载器的一个主要方法：getResourceAsStream(String str): 获取类路径下的指定文件的输入流

3.2 类加载器和inputStream 加载配置文件的区别：

✿类加载器作用：

加载“.classpath”的资源文件，例如xml、properities文件。注意：该方式只能读取类路径（.classpath）的配置文件

✿InputStream 读取配置文件：

注：该方式的优点在于可以读取任意路径下的配置文件

3.3 配置文件的路径问题：

类加载器作用：加载“.classpath”的资源文件，例如xml、properities文件

注意：该方式只能读取类路径（.classpath）的配置文件

ps:查看eclipse中的.classpath 文件：Window-》show View-》Navigator（Deprecated）

☆   配置文件的路径是个疑惑！！！，从使用相对路径时频繁报错！！！，其实Class.getClassLoader.getResource (String path) 是默认是从.classpath根下获取。

      

//PolymorphicFunction这一行的完整代码 pro.load(HeroFactories.class.getClassLoader().getResourceAsStream("PolymorphicFunction/Pro.properties"));

3.4  Class.getResource(String path) 与 Class.getClassLoader.getResource (String path) 区别：

Class.getResource(String path)

☆ path不以'/'开头时，默认是从此类所在的包下取资源；

☆path以'/'开头时，则是从项目的ClassPath根下获取资源

class.getResource("/") == class.getClassLoader().getResource("")

Class.getClassLoader.getResource (String path) 

♢默认是从ClassPath根下获取，path不能以’/'开头，根是src（bin），classPath文件到配置文件xml或者properties文件；

☆ path不能以'/'开头，path是指类加载器的加载范围，在资源加载的过程中，使用的逐级向上委托的形式加载的，'/'表示Boot ClassLoader，类加载器中的加载范围，因为这个类加载器是C++实现的，所以加载范围为null。

4，类的加载机制

4.1 类的加载：

   类的加载：指的是将类的.class字节码文件中的二进制数据读入到jvm内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个 java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。

4.2类加载的时机：

类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，整个生命周期包括以下7个阶段：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。

　其中验证、准备、解析3个部分统称为连接。 因此生命周期可以简记为：加载、连接（验、准、解）、初始化、使用、卸载（加连初使卸）

4.3 类加载器分类：

加载器主要有四种：

①   jvm启动类加载器bootstrap loader，用c++实现为jvm的一部分(仅指sun的hotspot)，负责 JAVA_HOME/lib下面的类库中的类的加载，这个加载器，java程序无法引用到。

②   扩展类加载器Extension Loader，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类实现，可在java中使用，负责JAVA_HOME/lib/ext 目录和java.ext.dir目录中类库的类的加载。

③   应用系统类加载器Application System Loader，由sun.misc.Louncher$AppClassLoader实现，负责加载用户类路径中类库中的类，如果没有使用自定义的加载器，这个就是默认的 加载器！

④   用户自定义加载器 自己定义从哪里加载类的二进制流。

4.4 类加载的双亲委派模型：

各个加载器都是先委托自己的父加载器加载类，若确实没加载到再自己来加载，于是java默认的类查找加载顺序是自顶向下的，树状结构。