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java类加载的过程概述

上火喝王老吉 看雪学苑 2022-07-01

本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID:上火喝王老吉





一.  类的加载概述


当程序要使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过加载、连接、初始化三步来实现对这个类进行初始化。
 
1. 加载:是将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。任何类被使用时系统都会建立一个Class对象。
 
2. 连接
(1)验证是否有正确的内部结构,并和其他类协调一致。
(2)准备负责为类的静态成员分配内存,并设置默认初始化值。
(3)解析将类的二进制数据中的符号引用替换为直接。

3. 初始化:就是我们以前讲过的初始化步骤。





二. 类加载时机


当Java程序首次通过下面6种方式使用某个类或接口时,系统会初始化该类或接口。

1. 创建类的实例。


2. 访问类的静态变量,或者为静态变量赋值。


3. 调用类的静态方法。

4. 初始化某个类的子类。

5. 直接使用java.exe命令来运行某个主类。

6. 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象。





三. 类加载器的概述和分类


1. 类加载器负责将.class文件加载到内存中,并为之生成对应的Class项,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:把类的二进制数据合并到JRE中;
  • 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操作


(4)当JVM启动时,会形成由三个加载器组成的初始类加载器层次结构:

  • Bootstrap ClassLoader 根类加载器
  • Extension ClassLoader 扩展类加载器
  • System ClassLoader 系统类加载器

2. 类加载器的作用

Bootrap ClassLoader被称为引导(也称为原始或跟)类加载器,它负责加载Java的核心类。跟类加载器不是java.lang.ClassLoader的子类,而是JVM自身实现的。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中。

Extension ClassLoader负责加载JRE拓展目录中的JAR包的类,它的父类加载器是跟类加载器。在JDK中JRE的lib目录下ext目录。

System ClassLoader负责在JVM启动时加载来自Java命令的-classpath选项、java.class,path系统属性,或CLASSPATH指定的jar包和类历经。系统可通过ClassLoader的静态方法或区该系统类加载器。如果没有特别指定,则用户自定义的类加载器都已类加载器作为父加载器。





四. 反射概述


JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法,同时对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性,这种动态获取的信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。
 
1. 要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象,而解剖使用的就是Class类中的方法,所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。
 
2. 每个类被加载后,系统会为该类生成一个对应的Class对象,通过该Class对象可以访问到JVM中的这个类。

获得Class对象通常有三种方式:

(1)使用Class类的forName(String clazz)静态方法。

(2)调用某个类的class属性来获取该类的的Class对象。

(3)调用某个对象的getClass()方法,该方法是Object类的一个方法。

 








五. 通过反射获取带参和
不带参的构造方法并使用



1. 带参与不带参
 
 
2. 输出
 
 
3. Constructor

Class类的newInstance()方法是使用该类无参的构造函数创建对象。如果一个类没有无参的构造函数, 就不能这样创建了。

可以调用Class类的getConstructor(String.class,int.class)方法获取一个指定的构造函数。

然后再调用Constructor类的newInstance("张三",20)方法创建对象。





六. 通过反射获取成员变量并使用


 
 
1. Class.getField(String)方法可以获取类中的指定字段(可见的public)。

2. 如果是私有的可以用getDeclaedField("name")方法获取。

3. 通过set(obj, "李四")方法可以设置指定对象上该字段的值。
 
 
4. 如果是私有的需要先调用setAccessible(true)设置访问权限,用获取的指定的字段调用get(obj)可以获取指定对象中该字段的值。
 





七. 通过反射获取方法并使用


 
 
1. Class.getMethod(String,Class...)和 Class.getDeclaredMethod(String, Class...)方法可以获取类中的指定方法。

2. 调用invoke(Object, Object...)可以调用该方法。
 
 
3. 私有方法
 





小结


1. 类加载器

过程:验证、准备、解析。

作用:装载class。


2. 反射字段和方法

反射字段:getField。

反射方法:getMethod、getDeclaredMethod。

 
感谢大家支持,发文的目的是希望能帮助到需要的人,写的不好也希望大家多包容。



- End -



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