Java类的加载与反射机制

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。

类的加载过程：

1）装载（Load）：查找并加载类的二进制数据

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。
（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。

2）链接（Link）：

（1）验证：确保被加载的类的正确性；

①作用：目的是确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。

②验证阶段大致的检验动作：

文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范；
元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求；
字节码验证：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
符号引用验证：确保解析动作能正确执行。

（2）准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区 中分配。

注意：

①这时候进行内存分配的仅包括类变量（static），而不包括实例变量，实例变量会在对象实 例化时随着对象一块分配在Java堆中。

②这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。

（3）解析：把类中的符号引用转换为直接引用

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符7类符号引用进行。

符号引用：以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，与VM实现的内存布局无关，引用的目标并不一定已经加载到内存中。

直接引用：就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。

3）初始化（Initialize）：对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作

初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。

对类变量进行初始值设定：

①声明类变量是指定初始值。
②使用静态代码块为类变量指定初始值。

JVM初始化步骤：

（1）假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类；
（2）假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类；
（3）假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句；

反射机制：

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；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的方法的功能称为java语言的反射机制。

反射机制的常见作用:

1）动态的加载类、动态的获取类的信息(属性，方法，构造器).

（1）获取类的名字：

①String getName() 获得包名+类名.
②String getSimpleName() 获得类的名字.

（2）获得类的属性

①Field getField(String fieldName) 得到公共的属性对象.
②Field getDeclareField(String fieldName) 得到指定名称的属性对象.
③Field []c.getDeclaredFields() 得到所有的属性对象.

（3）获得类的方法

①Method[] getDeclaredMethods() 得到公共的方法对象.
②Method[] c.getMethods() 得到父类及本类中的公共的方法对象.
③Method getDeclaredMethod(StringmethodName, Class …type)得到指定名称的本类中公共的方法.
④Method getMethod(String methodName,Class type)得到本类或父类中的公共的方法对象.

（4）获得构造方法：

①Constructor[] getDeclaredConstructors() 得到公共的构造方法的对象.
②Constructor [] getConstructors() 得到公共的构造方法对象.
③Constructor getDeclaredConstructor(Class…type)得到指定参数的公共的构造方法对象.

2）动态构造对象.

3）动态调用类和对象的任意方法、构造器.

4）动态调用和处理属性.

5）获取泛型信息.

6）处理注解.

常见的内容注解：

1.@Override :标识方法是重写的方法
2.@Deprecated :标识的方法不建议使用
3.@SuppressWarnings：用来抑制编译时的警告信息

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