Java中Class.forName()用法详解

本文深入解析Class.forName()方法的功能及应用场景,对比new关键字,阐述在动态加载类、工厂模式及数据库驱动加载中的作用,强调其在软件设计中的灵活性与可扩展性。

Class.forName()主要功能

Class.forName(xxx.xx.xx)返回的是一个类,

Class.forName(xxx.xx.xx)的作用是要求JVM查找并加载指定的类,也就是说JVM会执行该类的静态代码段。

下面,通过解答以下三个问题的来详细讲解下Class.forName()的用法。

一.什么时候用Class.forName()?

给你一个字符串变量,它代表一个类的包名和类名,你怎么实例化它?你第一想到的肯定是new,但是注意一点:

A a = (A)Class.forName(“pacage.A”).newInstance();

这和你 A a = new A(); 是一样的效果。

现在言归正传。

动态加载和创建Class 对象,比如想根据用户输入的字符串来创建对象时需要用到:

String str = “用户输入的字符串” ;

Class t = Class.forName(str);

t.newInstance();

在初始化一个类,生成一个实例的时候,newInstance()方法和new关键字除了一个是方法,一个是关键字外,最主要有什么区别?它们的区别在于创建对象的方式不一样,前者是使用类加载机制,后者是创建一个新类。那么为什么会有两种创建对象方式?这主要考虑到软件的可伸缩、可扩展和可重用等软件设计思想。

Java中工厂模式经常使用newInstance()方法来创建对象,因此从为什么要使用工厂模式上可以找到具体答案。 例如:

class c = Class.forName(“Example”);

factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

其中ExampleInterface是Example的接口,可以写成如下形式:

String className = “Example”;

class c = Class.forName(className);

factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

进一步可以写成如下形式:

String className = readfromXMlConfig;//从xml 配置文件中获得字符串

class c = Class.forName(className);

factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

上面代码已经不存在Example的类名称,它的优点是,无论Example类怎么变化,上述代码不变,甚至可以更换Example的兄弟类Example2 , Example3 , Example4……,只要他们继承ExampleInterface就可以。

从JVM的角度看

我们使用关键字new创建一个类的时候,这个类可以没有被加载。但是使用newInstance()方法的时候,就必须保证:

1、这个类已经加载;

2、这个类已经连接了。

而完成上面两个步骤的正是Class的静态方法forName()所完成的,这个静态方法调用了启动类加载器,即加载 java API的那个加载器。

现在可以看出,newInstance()实际上是把new这个方式分解为两步,即首先调用Class加载方法加载某个类,然后实例化。 这样分步的好处是显而易见的。我们可以在调用class的静态加载方法forName时获得更好的灵活性,提供给了一种降耦的手段。

二.new 和Class.forName()有什么区别?

其实上面已经说到一些了,这里来做个总结:

首先,newInstance( )是一个方法,而new是一个关键字;

其次,Class下的newInstance()的使用有局限,因为它生成对象只能调用无参的构造函数,而使用 new关键字生成对象没有这个限制。

简言之:

newInstance(): 弱类型,低效率,只能调用无参构造。

new: 强类型,相对高效,能调用任何public构造。

Class.forName(“”)返回的是类。

Class.forName(“”).newInstance()返回的是object 。

三.为什么在加载数据库驱动包的时候有用的是Class.forName( ),却没有调用newInstance( )?

在Java开发特别是数据库开发中,经常会用到Class.forName( )这个方法。

通过查询Java Documentation我们会发现使用Class.forName( )静态方法的目的是为了动态加载类。

通常编码过程中,在加载完成后,一般还要调用Class下的newInstance( )静态方法来实例化对象以便操作。因此,单单使用Class.forName( )动态加载类是没有用的,其最终目的是为了实例化对象。

有数据库开发经验朋友会发现,为什么在我们加载数据库驱动包的时候有的却没有调用newInstance( )方法呢?

即有的jdbc连接数据库的写法里是Class.forName(xxx.xx.xx);而有一 些:Class.forName(xxx.xx.xx).newInstance(),为什么会有这两种写法呢?

刚才提到,Class.forName(“”);的作用是要求JVM查找并加载指定的类,首先要明白,java里面任何class都要装载在虚拟机上才能运行,而静态代码是和class绑定的,class装载成功就表示执行了你的静态代码了,而且以后不会再走这段静态代码了。

而我们前面也说了,Class.forName(xxx.xx.xx)的作用就是要求JVM查找并加载指定的类,如果在类中有静态初始化器的话,JVM必然会执行该类的静态代码段。

而在JDBC规范中明确要求这个Driver类必须向DriverManager注册自己,即任何一个JDBC Driver的 Driver类的代码都必须类似如下:

public class MyJDBCDriver implements Driver {

static {

DriverManager.registerDriver(new MyJDBCDriver());

}

}

既然在静态初始化器的中已经进行了注册,所以我们在使用JDBC时只需要Class.forName(XXX.XXX);就可以了。

 

 

 

 

 

 

 

 

<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。它在框架开发和底层实现中常见,如JDBC驱动加载和动态代理。 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)和静态变量的初始化。 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、使用方法和注意事项,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. 与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。以下是其核心含义和原理: #### 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)和静态变量赋值**[^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. **与 `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和动态代理[^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 | | **与实例化分离** | 加载类 ≠ 创建对象,需额外调用构造器 |
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