JavaSE--类与对象

一、类

　　类是具有相同特性（数据元素）和行为（功能）的对象的抽象就是类。因此，对象的抽象是类，类的具体化就是对象，也可以说类的实例是对象，类实际上就是一种数据类型。类具有属性，它是对象的状态的抽象，用数据结构来描述类的属性。类具有操作，它是对象的行为的抽象，用操作名和实现该操作的方法来描述。

1.类加载

　　首先，在代码编译后，就会生成JVM(Java虚拟机)能够识别的二进制字节流文件(*.class)。而JVM把Class文件中的类描述数据从文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析、初始化，使这些数据最终成为可以被JVM直接使用的Java类型，这个说来简单但实际复杂的过程叫做JVM的类加载机制。

　　类装载工作由ClassLoader及其子类负责，ClassLoader是一个重要的Java执行时系统组件，它负责在运行时查找和装入Class字节码文件。JVM在运行时会产生三个类装载器：Bootstrap(启动装载器)、Extension(扩展类装载器)和System(系统类装载器)。其中启动装载器不是ClassLoader的子类，它使用C++编写，因此我们在Java中看不到它，启动装载器负责装载JRE的核心类库，如JRE目标下的rt.jar、charsets.jar等。ExtensionClassLoader和SystemClassLoader都是ClassLoader的子类。其中ExtensionClassLoader负责装载JRE目录ext中的JAR类包；SystemClassLoader负责装载ClassPath路径下的类包。

2.类加载器

①启动（Bootstrap）类加载器

　　启动类加载器主要加载的是JVM自身需要的类，这个类加载使用C++语言实现的，是虚拟机自身的一部分，它负责将 <JAVA_HOME>/lib路径下的核心类库或-Xbootclasspath参数指定的路径下的jar包加载到内存中，注意必由于虚拟机是按照文件名识别加载jar包的，如rt.jar，如果文件名不被虚拟机识别，即使把jar包丢到lib目录下也是没有作用的(出于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类)。

②扩展（Extension）类加载器

　　扩展类加载器是指Sun公司(已被Oracle收购)实现的sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类，由Java语言实现的，是Launcher的静态内部类，它负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录下或者由系统变量-Djava.ext.dir指定位路径中的类库，开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

③系统（System）类加载器

　　系统类加载器是指Sun公司实现的sun.misc.Launcher$AppClassLoader，它负责加载系统类路径java - classpath或 -D java.class.path 指定路径下的类库，也就是我们经常用到的classpath路径，开发者可以直接使用系统类加载器对自己编写的类进行加载，一般情况下该类加载是程序中默认的类加载器，通过ClassLoader#getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器。

　　在Java的日常应用程序开发中，类的加载几乎是由上述3种类加载器相互配合执行的，在必要时，我们还可以自定义类加载器，需要注意的是，Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象，而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式即把请求交由父类处理，它一种任务委派模式，下面我们进一步了解它。

3.触发类加载的方式

①由new关键字创建一个类的实例,在由运行时刻用 new 方法载入;

 Person person = new Person();

②使用Class.forName(),通过反射加载类型,并创建对象实例;

 Class clazz ＝ Class.forName("Person");
 Object person ＝clazz.newInstance();

③使用某个ClassLoader实例的loadClass()方法,通过该 ClassLoader 实例的 loadClass()方法载入。应用程序可以通过继承 ClassLoader 实现自己的类装载器。

 Class clazz ＝ classLoader.loadClass("Person");
 Object person ＝ clazz.newInstance();

4.类的加载流程

　　类装饰器就是寻找类的字节码文件并构造出类在JVM内部表示的对象组件。在Java中，类装载器把一个类装入JVM中，要经过以下步骤：

①装载：查找和导入Class文件；

②链接：执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的：

　　校验：检查载入Class文件数据的正确性；

　　准备：给类的静态变量分配存储空间；

　　解析：将符号引用转成直接引用；

③初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。

5.类的生命周期

　　Class文件中的“类”从加载到JVM内存中，到卸载出内存过程有七个生命周期阶段。类加载机制包括了前五个阶段。如下图所示：

　　其中，加载、验证、准备、初始化、卸载的开始顺序是确定的，注意，只是按顺序开始，进行与结束的顺序并不一定。解析阶段可能在初始化之后开始。

在以下情况的时候，Java虚拟机会结束生命周期：

• 执行了System.exit()方法
• 程序正常执行结束
• 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
• 由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止

6.类与对象的加载顺序

• 类加载：加载静态方法->初始化静态变量->执行静态代码块
• 对象实例化：先加载非静态方法->实例化非静态变量->执行构造代码块->执行构造函数

一个全新对象的初始化过程，首先加载类，然后实例化：

①类加载过程：

　　首先加载所有的静态方法，但不执行

　　然后按照静态变量的顺序开始初始化

　　静态变量初始化完毕后执行静态构造块（不执行构造块）

　　此时类加载完毕

②实例化过程：

　　加载非静态方法

　　初始化非静态变量

　　执行构造代码块

　　执行构造函数

　　此时实例化完毕

二、对象

　　对象是人们要进行研究的任何事物，它不仅能表示具体的事物，还能表示抽象的规则、计划或事件。对象具有状态，一个对象用数据值来描述它的状态。对象还有操作，用于改变对象的状态，对象及其操作就是对象的行为。对象实现了数据和操作的结合，使数据和操作封装于对象的统一体中。

1.对象实例化过程

①加载指定类的字节码文件进内存

②通过new在对内存中开辟空间，分配首地址值

③对对象中的属性进行默认初始化

④调用与之对应的构造函数，使得构造函数入栈

⑤构造函数先执行隐式语句super先给父类进行初始化

⑥对对象属性进行显示初始化

• 定义属性时对属性的赋值

⑦调用类中的构造代码块

• 非静态代码块对属性的赋值

⑧执行构造函数中的自定义初始化语句

• ⑥⑦⑧中的赋值代码顺序决定了他们在构造函数中的位置，因为所有的显示初始化都是统一在构造函数中实现的，他们的优先级高于构造器中其他语句。

⑨初始化完成将对象地址赋给指定的对象引用

2.构造函数

　　当你没有定义构造函数时JVM会默认提供一个无参构造函数，当你定义了一个有参的构造函数时JVM将不再提供任何构造函数，构造函数唯一可用的修饰符就是访问权限修饰符(public protected private default)，构造函数不允许有返回值类型，但可以使用return关键字结束构造函数。构造函数不会被子类继承，当然也就不会被覆盖。

3.this与super

　　this代表当前对象的引用，只要被对象调用的方法都会有this引用(凡是访问了对象的属性的方法都持有this指针)，所以this存在依赖于对象，即静态区没有this。this可以取得当前类的所有成员，还可以取得父类未被覆盖的非私有方法，用户调用构造函数的this语句必须定义在构造函数的第一行，因为初始化工作要先执行。

　　super代表子类中的父类区域，实质还是子类对象的引用，JVM会根据关键字名来确定是否指向父类成员，super可以直接调用父类的非私有成员。