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java中反射实例类装载的步骤及简要阐述
java反射和类装载
反射机制:
Person p=new Person();
这是什么?当然是实例化一个对象了.可是这种实例化对象的方法存在一个问题,那就是必须要知道类名才可以实例化它的对象,这样我们在应用方面就会受到限制.那么有没有这样一种方式,让我们不知道这个类的类名就可以实例化它的对象呢?Thank Goodness!幸亏我们用的是java, java就提供了这样的机制.
1).java程序在运行时可以获得任何一个类的字节码信息,包括类的修饰符(public,static等),基类(超类,父类),实现的接口,字段和方法等信息.
2).java程序在运行时可以根据字节码信息来创建该类的实例对象,改变对象的字段内容和调用对象方法.
这样的机制就叫反射技术.可以想象光学中的反射,就像我们照镜子,镜子中又出现一个自己(比喻可能不太恰当,但是足以表达清楚意思了).反射技术提供了一种通用的动态连接程序组件的方法,不必要把程序所需要的目标类硬编码到源程序中,从而使得我们可以创建灵活的程序.
反射的实现步骤( 不问不需要答) ,
1、获取类的常用方式有三种: a) Class.forName("包名.类名"),最常用、推荐;b) 包名.类名.class 最简捷;c) 对象.getClass 的方式获得。
2、对象的实例化,上面已经获取了类,只需要调用类的实例化方法,类.newInstance()便可。
3、获取属性和构造等,可以参考 JavaApi 的调用,类. getDeclaredFields,类. getConstructor(..)等。
Java的反射机制是通过反射API来实现的,它允许程序在运行过程中取得任何一个已知名称的类的内部信息.反射API位于java.lang.reflect包中.主要包括以下几类:
1).Constructor类:用来描述一个类的构造方法
2).Field类:用来描述一个类的成员变量
3).Method类:用来描述一个类的方法.
4).Modifer类:用来描述类内各元素的修饰符
5).Array:用来对数组进行操作.
Constructor,Field,Method这三个类都是JVM(虚拟机)在程序运行时创建的,用来表示加载类中相应的成员.这三个类都实现了java.lang.reflect.Member接口,Member接口定义了获取类成员或构造方法等信息的方法.要使用这些反射API,必须先得到要操作的对象或类的Class类的实例.通过调用Class类的newInstance方法(只能调用类的默认构造方法)可以创建类的实例.这样有局限性,我们可以先冲类的Class实例获取类需要的构造方法,然后在利用反射来创建类的一个实例.
类加载机制:

类的加载机制可以分为加载-链接-初始化三个阶段,链接又可以分为验证、准备、解析三个过程。
加载:通过类的加载器查找并加载二进制字节流的过程,在堆内存中的方法区生成 一个代表这个类的 java.lang.Class 对象,作为这个类的数据请求入口。(这里可以把上面类加载器加载文件的过程描述一下(参考版本一,不作重复))。
验证:主要是对一些词法、语法进行规范性校验,避免对 JVM 本身安全造成危害; 比如对文件格式,字节码验证,无数据验证等。但验证阶段是非必须的,可以通过参数 设置来进行关闭,以提高加载的时效。
准备:对类变量分配内存,并且对类变量预初始化,初始化成数据类型的原始值, 比如 static int a=11,会被初始化成成 a=0;如果是 static double a =11,则会被初始化成 a=0.0; 而成员变量只会成实例化后的堆中初始化。
解析:把常量池中的符号引用转换为直接引用的过程。
初始化:对类的静态变量和静态块中的变量进行初始化。(上面的准备阶段可以作为 预初始化,初始到变量类型的原值,但如果被 final 修饰会进行真正初始化)
上面加载、链接、初始化的各个阶段并不是彼此独立,而是交叉进行,这点很重要 。
***class.forName和 classloader的区别
Class.forName 和 ClassLoader 都是用来装载类的,对于类的装载一般为分三个阶段加载、链接、编译,它们装载类的方式是有区别。
首先看一下 Class.forName(..),forName(..)方法有一个重载方法 forName(className,boolean,ClassLoader),它有三个参数,第一个参数是类的包路径,第二个参数是 boolean
类型,为 true 地表示 Loading 时会进行初始化,第三个就是指定一个加载器;当你调用class.forName(..)时,默认调用的是有三个参数的重载方法,第二个参数默认传入 true,第三个参数默认使用的是当前类加载时用的加载器。
ClassLoader.loadClass()也有一个重载方法,从源码中可以看出它默认调的是它的重载 方法 loadClass(name, false),当第二参数为 false 时,说明类加载时不会被链接。这也是两者之间最大区别,前者在加载的时候已经初始化,后者在加载的时候还没有链接。如果你需要在加载时初始化一些东西,就要用 Class.forName 了,比如我们常用的驱动加载, 实际上它的注册动作就是在加载时的一个静态块中完成的。所以它不能被 ClassLoader 加载代替。
北大青鸟设计培训:Java类加载机制?
1,类的加载每个开发人员对java.lang.ClassNotFoundExcetpion这个异常肯定都不陌生,这背后就涉及到了java技术体系中的类加载。
Java的类加载机制是技术体系中比较核心的部分,虽然和大部分开发人员直接打交道不多,但是对其背后的机理有一定理解有助于排查程序中出现的类加载失败等技术问题,对理解java虚拟机的连接模型和java语言的动态性都有很大帮助。
那么什么是类的加载?类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中,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。
类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象,Class对象封装了类在方法区内的数据结构,并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。
类加载器是Java语言的一个创新,也是Java语言流行的重要原因之一。
它使得Java类可以被动态加载到Java虚拟机中并执行。
类加载器从JDK1.0就出现了,最初是为了满足JavaApplet的需要而开发出来的。
JavaApplet需要从远程下载Java类文件到浏览器中并执行。
现在类加载器在Web容器和OSGi中得到了广泛的使用,而类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它,JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它,如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误,类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误(LinkageError错误)如果这个类一直没有被程序主动使用,那么类加载器就不会报告错误。
2,类的生命周期类加载的过程中包括有加载,验证,准备,解析,初始化五个阶段。
而需要注意的是在这五个阶段中,加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的,而解析阶段则不一定,它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始,这是为了支持Java语言的运行时绑定(也成为动态绑定或晚期绑定)。
另外注意这里的几个阶段是按顺序开始,而不是按顺序进行或完成,因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的,通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段。
加载:查找并加载类的二进制数据加载时类加载过程的第一个阶段,在加载阶段,虚拟机需要完成以下三件事情:1、通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流。
(并没有指明要从一个Class文件中获取,可以从其他渠道,譬如:网络、动态生成、数据库等)2、将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
3、在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为对方法区中这些数据的访问入口。
相对于类加载的其他阶段而言,加载阶段(准确地说,是加载阶段获取类的二进制字节流的动作)是可控性最强的阶段,电脑培训发现因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载,也可以自定义自己的类加载器来完成加载。
描述一下JVM加载class文件的原理?
Java语言是一种具有动态性的解释型语言,类(class)只有被加载到JVM中后才能运行。当运行指定程序时,JVM会将编译生成的.class文件按照需求和一定的规则加载到内存中,并组织成为一个完整的Java应用程序。这个加载过程是由类加载器来完成的,具体来说,就是由ClassLoader和它的子类来实现的。类加载器本身也是一个类,其实质是把类文件从硬盘读取到内存中。
类的加载方式分为隐式加载与显式加载两种。隐式加载指的是程序在使用new等方法创建对象时,会隐式地调用类的加载器把对应的类加载到JVM中。显式加载指的是通过直接调用class.forName()方法来把所需要的类加载到JVM中。
任何一个工程项目都是由许多个类组成的,当程序启动时,只把需要加载的类加载到JVM中,其他类只有被使用到的时候才会被加载,采用这种方法,一方面可以加快加载速度,另外一方面可以节约程序运行过程中对内存的开销。此外,在Java语言中,每个类或接口都对应一个.class文件,这些文件可以被看成一个个可以被动态加载的单元,因此当只有部分类被修改时,只需要重新编译变化的类即可,而不需要重新编译所有文件,因此加快了编译速度。
jvm加载类的过程的问题?
类从加载到虚拟机到卸载,它的整个生命周期包括:加载(Loading),验证(Validation),准备(Preparation),解析(Resolution),初始化(Initialization),使用(Using)和卸载(Unloading)。其中,验证、准备和解析部分被称为连接(Linking)。
加载:
在加载阶段,虚拟机主要完成三件事:
1.通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区域的运行时数据结构。
3.在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区域数据的访问入口。
验证:
验证阶段作用是保证Class文件的字节流包含的信息符合JVM规范,不会给JVM造成危害。如果验证失败,就会抛出一个java.lang.VerifyError异常或其子类异常。验证过程分为四个阶段:
1.文件格式验证:验证字节流文件是否符合Class文件格式的规范,并且能被当前虚拟机正确的处理。
2.元数据验证:是对字节码描述的信息进行语义分析,以保证其描述的信息符合Java语言的规范。
3.字节码验证:主要是进行数据流和控制流的分析,保证被校验类的方法在运行时不会危害虚拟机。
4.符号引用验证:符号引用验证发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候,这个转化动作将在解析阶段中发生。
准备:
准备阶段为变量分配内存并设置类变量的初始化。在这个阶段分配的仅为类的变量(static修饰的变量),而不包括类的实例变量。对已非final的变量,JVM会将其设置成“零值”,而不是其赋值语句的值:
pirvate static int size = 12;
那么在这个阶段,size的值为0,而不是12。 final修饰的类变量将会赋值成真实的值。
解析:
解析过程是将常量池内的符号引用替换成直接引用。主要包括四种类型引用的解析。类或接口的解析、字段解析、方法解析、接口方法解析。
初始化:
在准备阶段,类变量已经经过一次初始化了,在这个阶段,则是根据程序员通过程序制定的计划去初始化类的变量和其他资源。这些资源有static{}块,构造函数,父类的初始化等。
至于使用和卸载阶段阶段,这里不再过多说明,使用过程就是根据程序定义的行为执行,卸载由GC完成。
参考资料:
《深入Java虚拟机》 周志明
《深入JAVA虚拟机第二版》 Bill Venners