反射（1）Class和类的加载_反射加载类是什么-优快云博客

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1 反射的出现背景

Java程序中，所有的对象都有两种类型：编译时类型和运行时类型，而很多时候对象的编译时类型和运行时类型不一致。 Object obj = new String("hello"); obj.getClass()

例如：某些变量或形参的声明类型是Object类型，但是程序却需要调用该对象运行时类型的方法，该方法不是Object中的方法，那么如何解决呢？

解决这个问题，有两种方案：

方案1：在编译和运行时都完全知道类型的具体信息，在这种情况下，我们可以直接先使用instanceof运算符进行判断，再利用强制类型转换符将其转换成运行时类型的变量即可。

方案2：编译时根本无法预知该对象和类的真实信息，程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息，这就必须使用反射。

2、Class的理解

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。

（1）概念性的理解

Class本身也是一个类
Class 对象只能由系统建立对象
一个加载的类在 JVM 中只会有一个Class实例
一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成
通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构（包括已经私有化的结构，可以通过Field类get获取set修改）
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

针对于编写好的.java源文件进行编译，会生成一个或多个.class字节码文件。接着，我们使用java.exe命令对指定的.class解释运行，这个解释运行的过程中，需要将.class字节码文件加载到内存中。加载到内存中的.class文件对应的结构即为class 的一个实例

加载到内存中的Person类，作为Class 的一个实例。

Class clazz = Person.class

（2）获取Class实例的四种方法：

@Test
public void test1() throws ClassNotFoundException {
    //获取Class实例的方式1：获取指定的类的class文件
    Class clazz = User.class;
    System.out.println(clazz);

    //2、调用类的对象的getClass实例
    User user = new User();
    Class clazz1 = user.getClass();

    System.out.println(clazz==clazz1);//true
    //类会在内存中缓存起来，整个执行期间，只加载一次

    //3、调用Class的静态方法forName
    String name = "User";
    Class<?> clazz2 = Class.forName(name);
    System.out.println(clazz2);

    //4、通过类的加载器得到Class的实例
    Class clazz3 = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("User");
    System.out.println(clazz3==clazz2);//true
}

运行时类在内存中会缓存起来，整个执行期间，只加载一次。

（3）关于class指向数组时

数组的维度与数据类型相同时，即认为是同一个Class，与数组的长度无关。

举例：

@Test
public void test2(){
    int a[] = new int[10];
    int b[] = new int[100];
    Class clazz1 = a.getClass();
    Class clazz2 = b.getClass();
    System.out.println(clazz2==clazz1);//true
}

3、类的加载

（1）装载

将类的class文件读入内存，并位置闯将java.lang.Class独享，此过程由类加载器完成。

（2）链接

1、验证（verify）：确保加载的类信息符合JVM规范，例如，以cafebabe开头，没有安全方面的问题。

2、准备（prepare）：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。

3、解析（revolve）：虚拟机常绿内的符号引用

（3）初始化

执行类构造器<cliinit>()方法的过程

类构造器<clinit>()方法是有编译器自动收集类中多有的类变量的赋值。

关于类的加载器：

1、作用：负责类的加载，并对应于一个Class实例

2、分类：

（1）BoottrapClassLoader：启动类加载器、引导类加载器

>使用C/C++语言编写，不能通过Java代码获取实例。（无法获得，返回null）

>负责加载Java的核心库（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar或者sun.boot.class.path路径下的内容）

>加载扩展类和应用程序类加载器，并指定为他们的父类加载器。

（2）Extension ClasssLoader 扩展类加载器

负责加载java.ext.dirs系统属性所制定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录下加载类库

（3）SystemClassLoaner/ApplicationClassLooader：系统类加载器、程序应用类加载器

>用户自定义的类、默认使用的类的加载器

应用程序中的类加载器默认是系统类加载器。
通过ClassLoader的getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器

（4）用户自定义类的加载器

因为同一个加载器只能加载一次，想要对同一个类加载多次，需要用户自己定义类加载器。

意义；实现应用的隔离（同一个类在一个应用程序中可以加载多份）；实现数据的加密

@Test
public void test1() {
    //get 系统类加载器
    ClassLoader classLoader1 = ClassLoader.getSystemClassLoader();
    //jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@63947c6b
    System.out.println(classLoader1);

    //getParent()  获取扩展类加载器
    ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
    //jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@1888ff2c
    System.out.println(classLoader2);

    //获取引导类加载器
    ClassLoader classLoader3 = classLoader2.getParent();
    System.out.println(classLoader3);//null
}

@Test
public void test2() throws ClassNotFoundException {
    //用户自定义的类是系统类加载器得到的
    Class clazz = User.class;
    ClassLoader classLoader = clazz.getClassLoader();
    System.out.println(classLoader);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@63947c6b

    //对于java核心api的使用，都使用引导类加载器
    Class clazz2 = Class.forName("java.lang.String");
    ClassLoader classLoader1 = clazz2.getClassLoader();
    System.out.println(classLoader1);//null
}

@Test
public void test3()throws IOException {
    Properties pros = new Properties();
    //读取文件的默认路径是当前的module
    FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("D:\\idea\\javaCode\\Reflection\\Person"));

    pros.load(fis);

    String name = pros.getProperty("name");
    String age = pros.getProperty("age");
    System.out.println(name+":"+age);
}

@Test
public void test4()throws IOException{
    Properties pros = new Properties();
    InputStream is = ClassLoader.getSystemClassLoader().getResourceAsStream("PersonInfo");

    pros.load(is);

    String name = pros.getProperty("name");
    String heitght = pros.getProperty("height");
    System.out.println(name+":"+heitght);    }

用户自定义类的加载器：

因为同一个加载器只能加载一次，想要对同一个类加载多次，需要用户自己定义类加载器。

意义；实现应用的隔离（同一个类在一个应用程序中可以加载多份）；实现数据的加密