JavaSE24-类加载器&反射&模块化

1.类加载器

1.1 类加载

类加载的描述

　　当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过类的加载，类的连接，类的初始化这三个步骤来对类进行初始化。如果不出现意外情况，JVM将会连续完成这三个步骤，所以有时也把这三个步骤统称为类加载或者类初始化.

类的加载

　　就是指将class文件读入内存，并为之创建一个 java.lang.Class 对象

　　任何类被使用时，系统都会为之建立一个 java.lang.Class对象

类的连接

　　验证阶段：用于检验被加载的类是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致

　　准备阶段：负责为类的类变量分配内存，并设置默认初始化值

　　解析阶段：将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用

类的初始化

　　在该阶段，主要就是对类变量进行初始化

类的初始化步骤

　　假如类还未被加载和连接，则程序先加载并连接该类

　　假如该类的直接父类还未被初始化，则先初始化其直接父类

　　假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句

　　注意：在执行第2个步骤的时候，系统对直接父类的初始化步骤也遵循初始化步骤1-3

类的初始化时机

　　创建类的实例

　　调用类的类方法

　　访问类或者接口的类变量，或者为该类变量赋值

　　使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象

　　初始化某个类的子类 直接使用java.exe命令来运行某个主类

1.2 类加载器

1.2.1 类加载器的作用

负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的 java.lang.Class 对象。虽然我们不用过分关心类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行！

1.2.2 JVM的类加载机制

全盘负责：就是当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显式使用另外一个类加载器来载入

父类委托：就是当一个类加载器负责加载某个Class时，先让父类加载器试图加载该Class，只有在父类加载器无法加载该类时才尝试从自己的类路径中加载该类

缓存机制：保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序需要使用某个Class对象时，类加载器先从缓存区中搜索该Class，只有当缓存区中不存在该Class对象时，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换成Class对象，存储到缓存区

1.2.3 Java中的内置类加载器

Bootstrap class loader：它是虚拟机的内置类加载器，通常表示为null ，并且没有父null

Platform class loader：平台类加载器可以看到所有平台类 ，平台类包括由平台类加载器或其祖先定义的Java SE平台API，其实现类和JDK特定的运行时类

System class loader：它也被称为应用程序类加载器 ，与平台类加载器不同。 系统类加载器通常用于定义应用程序类路径，模块路径和JDK特定工具上的类

类加载器的继承关系：System的父加载器为Platform，而Platform的父加载器为Bootstrap

1.2.4 ClassLoader 中的两个方法

方法分类

方法名	说明
static ClassLoader getSystemClassLoader()	返回用于委派的系统类加载器
ClassLoader getParent()	返回父类加载器进行委派

 1 public class getParentClassLoaderDemo {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         ClassLoader c = ClassLoader.getSystemClassLoader();
 4         System.out.println(c);
 5
 6         ClassLoader c1 = c.getParent();
 7         System.out.println(c1);
 8
 9         ClassLoader c2 = c1.getParent();
10         System.out.println(c2);
11     }
12 }

2.反射

2.1 反射的概述

　　是指在运行时去获取一个类的变量和方法信息。然后通过获取到的信息来创建对象，调用方法的一种机制。

　　由于这种动态性，可以极大的增强程序的灵活性，程序不用在编译期就完成确定，在运行期仍然可以扩展。

2.2 获取Class类对象的三种方式

2.2.1 三种方式分类

　　类名.class属性

　　对象名.getClass()方法

　　Class.forName(全类名)方法

 1 public class getParentClassLoaderDemo {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         ClassLoader c = ClassLoader.getSystemClassLoader();
 4         System.out.println(c);
 5
 6         ClassLoader c1 = c.getParent();
 7         System.out.println(c1);
 8
 9         ClassLoader c2 = c1.getParent();
10         System.out.println(c2);
11     }
12 }

2.3 反射获取构造方法并使用

2.3.1 Class类获取构造方法对象的方法

方法名	说明
Constructor[] getConstructors()	返回所有公共构造方法对象的数组
Constructor[] getDeclaredConstructors()	返回所有构造方法对象的数组
Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)	返回单个公共构造方法对象
Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)	返回单个构造方法对象

2.3.2 Constructor类用于创建对象的方法

方法名	说明
T newInstance(Object...initargs)	根据指定的构造方法创建对象

2.4 反射获取成员变量并使用

2.4.1 Class类获取成员变量对象的方法

方法名	说明
Field[] getFields()	返回所有公共成员变量对象的数组
Field[] getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组
Field getField(String name)	返回单个公共成员变量对象
Field getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象

2.4.2 Field类用于给成员变量赋值的方法

方法名	说明
voidset(Object obj,Object value)	给obj对象的成员变量赋值为value

2.5 反射获取成员方法并使用

2.5.1 Class类获取成员方法对象的方法

方法名	说明
Method[] getMethods()	返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的
Method[] getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的
Method getMethod(String name, Class... parameterTypes)	返回单个公共成员方法对象
Method getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)	返回单个成员方法对象

2.5.2 Method类用于执行方法的方法

方法名	说明
Objectinvoke(Object obj,Object... args)	调用obj对象的成员方法，参数是args,返回值是Object类型

2.6 运行配置文件中指定类的指定方法

Student类

 1 public class Student {
 2     private String name;
 3     private int age;
 4     private String Address;
 5
 6     public Student() {
 7     }
 8
 9     private Student(String name) {
10         this.name = name;
11     }
12
13     Student(String name, int age) {
14         this.name = name;
15         this.age = age;
16     }
17
18     public Student(String name, int age, String address) {
19         this.name = name;
20         this.age = age;
21         Address = address;
22     }
23
24     public String getName() {
25         return name;
26     }
27
28     public void setName(String name) {
29         this.name = name;
30     }
31
32     public int getAge() {
33         return age;
34     }
35
36     public void setAge(int age) {
37         this.age = age;
38     }
39
40     public String getAddress() {
41         return Address;
42     }
43
44     public void setAddress(String address) {
45         Address = address;
46     }
47
48     public static void print(){
49         System.out.println("好好学习 天天向上");
50     }
51
52     @Override
53     public boolean equals(Object o) {
54         if (this == o) return true;
55         if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
56
57         Student student = (Student) o;
58
59         if (age != student.age) return false;
60         if (name != null ? !name.equals(student.name) : student.name != null) return false;
61         return Address != null ? Address.equals(student.Address) : student.Address == null;
62     }
63
64     @Override
65     public int hashCode() {
66         int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
67         result = 31 * result + age;
68         result = 31 * result + (Address != null ? Address.hashCode() : 0);
69         return result;
70     }
71
72     @Override
73     public String toString() {
74         return "Student{" +
75                 "name='" + name + '\'' +
76                 ", age=" + age +
77                 ", Address='" + Address + '\'' +
78                 '}';
79     }
80 }

LoaderDemo类

 1 import java.io.File;
 2 import java.io.FileReader;
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.lang.reflect.Constructor;
 5 import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
 6 import java.lang.reflect.Method;
 7 import java.util.Properties;
 8
 9 public class LoaderDemo {
10     public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
11         Properties prop = new Properties();
12         File file = new File("F:\\config.yz");
13         FileReader fr = new FileReader(file);
14
15         prop.load(fr);
16         fr.close();
17
18         String name = prop.getProperty("className");
19         String methodName = prop.getProperty("methodName");
20
21         Class<?> aClass = Class.forName(name);
22         Constructor<?> cons = aClass.getDeclaredConstructor();
23         cons.setAccessible(true);
24         Object o = cons.newInstance();
25
26         Method method = aClass.getDeclaredMethod(methodName);
27         method.invoke(o);
28
29     }
30 }

3.模块化

3.1 模块化概述

Java语言随着这些年的发展已经成为了一门影响深远的编程语言，无数平台，系统都采用Java语言编写。但是，伴 随着发展，Java也越来越庞大，逐渐发展成为一门“臃肿” 的语言。而且，无论是运行一个大型的软件系统，还是运 行一个小的程序，即使程序只需要使用Java的部分核心功能， JVM也要加载整个JRE环境。 为了给Java“瘦身”，让 Java实现轻量化，Java 9正式的推出了模块化系统。Java被拆分为N多个模块，并允许Java程序可以根据需要选择加载程序必须的Java模块，这样就可以让Java以轻量化的方式来运行

其实，Java 7的时候已经提出了模块化的概念，但由于其过于复杂，Java 7，Java 8都一直未能真正推出，直到Java 9才真正成熟起来。对于Java语言来说，模块化系统是一次真正的自我革新，这种革新使得“古老而庞大”的Java语言 重新焕发年轻的活力。

3.2 模块的基本使用

1.创建模块ModuleOne，在其下创建package，名字就叫com

2.创建一个接口talker

1 package com;
2
3 public interface talker {
4     void talk();
5 }

3.创建两个类Ftalker与Stalker

Ftalker

1 package com;
2
3 public class Ftalker implements talker {
4     @Override
5     public void talk() {
6         System.out.println("说话人1说话了");
7     }
8 }

Stalker

1 package com;
2
3 public class Stalker implements talker {
4     @Override
5     public void talk() {
6         System.out.println("说话人2说话了");
7     }
8 }

4.在ModuleOne中添加Module-info.java，内容如下

1 import com.Ftalker;
2 import com.Stalker;
3 import com.talker;
4
5 module ModuleOne {
6     exports com;
7
8     provides talker with Ftalker;
9 }

5.在ModuleTwo新建Module-info.java文件，内容为

1 import com.talker;
2 module ModuleTwo {
3     requires ModuleOne;
4
5     uses talker;
6 }

6.在ModuleTwo中添加package，名字叫useModule并且新建test类

 1 package useModule;
 2
 3 import com.talker;
 4
 5 import java.util.ServiceLoader;
 6
 7 public class test {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         ServiceLoader<talker> sl = ServiceLoader.load(talker.class);
10
11         for (talker t : sl){
12             t.talk();
13         }
14     }
15 }

成功运行