Class.forName()与xxx.class的区别

本文详细解释了Java中类的加载过程及初始化时机,并通过示例代码展示了不同情况下类的初始化行为,包括使用Class对象及静态成员引用触发的初始化。

所有的类都是在对其第一次使用时,动态加载到JVM。当程序创建第一个对类的静态成员的引用时,就会加载这个类。这也证明了构造器也是类的静态方法,即使在构造器之前并没有static关键字。因此,使用new操作符创建类的对象也会被当作对类的静态成员的引用。

因此Java程序在他开始运行之前并非被完全加载,其各个部分是在需要时才加载的。

类加载器首先槛车这个类的Class对象是否已经加载。如果尚未加载,默认的类加载器就会根据类名称查找.class文件。在这个类的字节码被加载时,它们会接收验证,以确保其没有被破坏。

Class对象尽在需要的时候才被加载。static初始化是在类加载时进行的。

对于Class.forName(),这个方法是Class类的一个static成员。Class对象就和其他对象一样,我们可以获取并操作他的引用。forName()是取得Class对象引用的一种方法。他是用一个包含目标类的文本名的String作为输入参数,返回一个Class对象的引用。forName()方法发现某个累还没被加载,就会主动去加载这个类,在加载过程中,该类的是static子句将会被执行。

Java还提供了另一种方法来生成对Class对象的引用,即使用类字面常量。形如:xxx.class的形式。但是这种形式创建Class对象引用时,不会自动初始化Class对象。初始化被延迟到了对静态方法或者非常数静态域首次引用时才执行。


public class Initable {
	static final int staticFinal = 47;
	static final int staticFianl2 = ClassInitialization.rand.nextInt(1000);
	static {
		System.out.println("Initializing Initable");
	}
}

public class Initable2 {
	static int staticNonFinal = 147;
	static {
		System.out.println("Initializing Initable2");
	}
}

public class Initable3 {
	static int staticNonFinal = 74;
	static {
		System.out.println("Initializing Initable3");
	}
}

public class ClassInitialization {
	public static Random rand = new Random(47);
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		Class initable = Initable.class;
		System.out.println("after creating Initable ref");
		//Does not trigger initialization
		System.out.println(Initable.staticFinal);
		//Does trigger initialization
		System.out.println(Initable.staticFianl2);
		//Does trigger initialization
		System.out.println(Initable2.staticNonFinal);
		Class initable3 = Class.forName("chapter13.t2.Initable3");
		System.out.println("after creating Initable3 ref");
		System.out.println(Initable3.staticNonFinal);
	}
}


输出:

after creating Initable ref
47
Initializing Initable
258
Initializing Initable2
147
Initializing Initable3
after creating Initable3 ref
74


从对initable引用的创建中可以看到,仅使用.class语法来获取对类的引用不会发生初始化。但是Class.forName()立即就进行了初始化。如果一个static final值是“编译期常量”,就像Initable.staticFinal那样,那么这个值不需要对Initable类进行初始化就可以被读取。但是如果只是将一个域设置为static和final的,还不足以确保这种行为,例如Initable.staticFianl2的访问将强制进行类型的初始化,因为他不是一个编译器常量。



<think>我们正在讨论Java中的Class.forName方法。根据引用[1],Class.forNameJava反射机制中的重要方法,用于动态加载类并初始化类的字节码。它在框架开发底层实现中常见,如JDBC驱动加载动态代理。 引用[2]指出,Class.forName(xxx)返回的是一个类,调用.newInstance()后才会创建一个对象。它的作用是要求JVM查找并加载指定的类,并且会执行该类的静态代码段。 引用[3]强调,Class.forName用于装载类,而new是根据加载到内存中的类创建一个实例。它常用于需要根据字符串变量(代表类的全限定名)来实例化对象的情况。 引用[4]补充了细节:Class.forName(String name)生成指定类名的类对象(Class对象),等同于Class.forName(className, true, currentLoader),其中第二个参数true表示会进行类的初始化(即执行静态代码块)。同时,它描述了类加载过程:通过全限定名获取类的二进制字节流,并将字节流转化为方法区的运行时数据结构。特别提到,生成Class对象后,会执行静态块代码,如MySQL驱动的加载。 因此,我们可以总结: 1. Class.forName的主要作用是动态加载类到JVM中,并返回一个Class对象。 2. 在加载过程中,如果指定了初始化(默认情况),则会执行该类的静态初始化块(static块)静态变量的初始化。 3. 通常,我们使用它来加载那些在编译时无法确定,但在运行时通过字符串形式给出的类。 下面,我将详细解释Class.forName的含义、使用方法注意事项,并给出代码示例。 ### 1. Class.forName的基本用法 `Class.forName` 是一个静态方法,它有两种重载形式: - `Class<?> forName(String className)` - `Class<?> forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)` 我们常用的是第一种形式,它等同于 `Class.forName(className, true, currentLoader)`,即会进行初始化(执行静态块),并使用当前类的类加载器。 示例:加载一个类并执行其静态块 ```java public class Test { static { System.out.println("静态初始化块执行"); } } public class Main { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Class<?> clazz = Class.forName("Test"); } } ``` 运行Main类,输出:"静态初始化块执行"。 ### 2. 为什么需要Class.forName? 在Java中,类是在第一次使用时动态加载的。通常,我们通过new关键字创建一个对象时,类会被加载。但有时我们无法在编译时知道具体的类名,而是通过字符串形式在运行时获取。例如: - 数据库驱动加载:在JDBC中,我们使用`Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver")`来加载驱动,驱动的静态块中会向DriverManager注册自己。 - 框架中根据配置文件的类名动态加载类(如Spring框架的IoC容器)。 ### 3. newInstance()结合创建对象 通过Class.forName获得Class对象后,我们可以调用`newInstance()`方法来创建该类的实例(要求类必须有一个无参构造器): ```java Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass"); Object obj = clazz.newInstance(); // 相当于调用无参构造器 ``` 注意:从Java 9开始,`newInstance()`方法被标记为过时,推荐使用`clazz.getDeclaredConstructor().newInstance()`。 ### 4. 关于初始化 当我们使用`Class.forName(className, false, loader)`时,第二个参数为false,则不会执行静态初始化块。这在某些特殊场景下有用,比如我们只需要加载类而不希望触发静态块。 ### 5. 注意事项 - 类名必须是全限定名(包含包名),例如`java.lang.String`。 - 该方法会抛出`ClassNotFoundException`,因此需要处理异常。 - 初始化静态块时,如果静态块中有复杂的操作或异常,可能会导致加载失败。 ### 6. 代码示例:JDBC驱动加载 在JDBC中,我们通常这样加载驱动: ```java Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); ``` 这是因为在`Driver`类中有一个静态初始化块: ```java public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver { static { try { java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver()); } catch (SQLException E) { throw new RuntimeException("Can't register driver!"); } } // ... } ``` 当调用`Class.forName`时,静态块执行,将驱动注册到`DriverManager`中。 ### 总结 `Class.forName` 是Java反射机制中用于动态加载类的方法,它会执行类的静态初始化块(默认情况下)。主要应用场景包括: - 动态加载类(尤其当类名来自配置、字符串变量时) - 框架开发(如JDBC驱动加载、动态代理等) 但要注意,它只加载类并初始化静态部分,创建对象需要另外调用`newInstance()`(或通过构造器)。 §§相关问题§§ 1. JavaClass.forNameClassLoader.loadClass有什么区别? 2. 为什么JDBC驱动加载需要用Class.forName? 3. Java反射中,除了Class.forName,还有哪些方式可以获取Class对象? 4. Class.forName在加载类时会触发哪些类加载阶段? </think>### Java 中 `Class.forName()` 的含义详解 `Class.forName()` 是 **Java 反射机制的核心方法**,用于动态加载并初始化类的字节码。以下是其核心含义原理: #### 一、核心作用 1. **动态加载类** 根据**字符串形式的全限定类名**(如 `"java.lang.String"`)查找并加载该类到 JVM 中,返回对应的 `Class` 对象[^1][^2]。 ```java Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass"); // 加载类 ``` 2. **触发类初始化**(默认行为) 默认情况下(即 `Class.forName(className)`),会**执行类的静态初始化块(static 代码块)静态变量赋值**[^2][^4]。 例如 JDBC 驱动注册: ```java Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); // 触发 Driver 类中的 static { DriverManager.registerDriver(new Driver()); } ``` 3. ** `new` 关键字的区别** - `Class.forName()` 仅**加载类并初始化静态成员**,但不创建对象实例[^2][^3]。 - 创建对象需额外调用 `clazz.newInstance()`(已废弃)或 `clazz.getConstructor().newInstance()`: ```java Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); // 创建实例 ``` --- #### 二、关键参数解析 方法签名: `Class<?> forName(String name, **boolean initialize**, ClassLoader loader)` - **`initialize` 参数**(默认为 `true`) - `true`:执行类的静态初始化(static 块)[^4]。 - `false`:仅加载类到内存,**不执行静态初始化**(适用于避免副作用场景)。 - **`ClassLoader` 参数** 指定类加载器,默认使用当前类的加载器。 --- #### 三、典型应用场景 1. **JDBC 驱动加载** 通过静态块自动向 `DriverManager` 注册驱动[^1]: ```java Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver"); // 静态块中注册驱动 ``` 2. **动态扩展功能** 根据配置文件动态加载实现类(如插件化架构): ```java String className = config.getProperty("serviceImpl"); Service service = (Service) Class.forName(className).newInstance(); ``` 3. **框架开发** Spring、Hibernate 等框架利用此方法实现依赖注入动态代理[^1]。 --- #### 四、注意事项 1. **必须处理 `ClassNotFoundException`** 当类不存在时抛出该异常: ```java try { Class<?> clazz = Class.forName("InvalidClassName"); } catch (ClassNotFoundException e) { // 处理找不到类的情况 } ``` 2. **性能影响** 反射操作比直接调用慢,高频场景需谨慎使用。 3. **替代 `newInstance()`** Java 9+ 推荐使用构造器创建实例: ```java Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); ``` --- ### 总结 | **核心特性** | **说明** | |----------------------|--------------------------------------------------------------------------| | **动态加载** | 通过字符串类名加载类到 JVM | | **触发静态初始化** | 默认执行 static 代码块(可通过 `initialize=false` 关闭) | | **返回 Class 对象** | 获取类元信息(方法、字段等),为反射操作提供入口 | | **实例化分离** | 加载类 ≠ 创建对象,需额外调用构造器 |
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