java学习笔记11

类的加载概述和加载时机

• A:类的加载概述
  • 当程序要使用某个类时，说明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。
  • 加载
    • 就是指将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创建一个Class对象。
  • 连接
    • 验证 是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致
    • 准备 负责为类的静态成员分配内存，并设置默认初始化值
    • 解析 将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用
  • 初始化 就是我们以前讲过的初始化步骤
• B:加载时机
  • 创建类的实例
  • 访问类的静态变量，或者为静态变量赋值
  • 调用类的静态方法
  • 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
  • 初始化某个类的子类
  • 直接使用java.exe命令来运行某个主类

类加载器的概述和分类

• A:类加载器的概述
  • 负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的Class对象。虽然我们不需要关心类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行。
• B:类加载器的分类
  • Bootstrap ClassLoader 根类加载器
  • Extension ClassLoader 扩展类加载器
  • System ClassLoader 系统类加载器
• C:类加载器的作用
  • Bootstrap ClassLoader 根类加载器
    • 也被称为引导类加载器，负责Java核心类的加载
    • 比如System,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中
  • Extension ClassLoader 扩展类加载器
    • 负责JRE的扩展目录中jar包的加载
    • 在JDK中JRE的lib目录下ext目录
  • System ClassLoader 系统类加载器
    • 负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件，以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径

反射概述

• A:反射概述
  • JAVA发射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能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语言的发射机制。
  • 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。
• B:三种方式
  • a:Object类的getClass()方法，判断两个对象是否是同一个字节码文件
  • b:静态属性class，锁对象

  • c:Class类中静态方法forName(),读取配置文件

    
    反射的三个阶段.jpg

package com.heima.bean;

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();
        
    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())   //this.getClass() != obj.getClass()
            return false;                   //判断调用对象和传入对象的字节码是否是同一个字节码文件
        Person other = (Person) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    
}

package com.heima.reflect;

import com.heima.bean.Person;

public class Demo1_Reflect {

    /**
     * @param args
     * @throws ClassNotFoundException 
     */
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class clazz1 = Class.forName("com.heima.bean.Person");
        Class clazz2 = Person.class;
        
        Person p = new Person();
        Class clazz3 = p.getClass();
        
        System.out.println(clazz1 == clazz2);
        System.out.println(clazz2 == clazz3);
    }

}

Class.forName()读取配置文件举例

//com.heima.reflect.Orange配置文件内容
package com.heima.reflect;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class Demo2_Reflect {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //没有发射，只在说多态
        /*Juicer j = new Juicer();
        j.run(new Apple());
        j.run(new Orange());*/
        //用发射和配置
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("config.properties"));
        Class clazz = Class.forName(br.readLine());
        Fruit f = (Fruit) clazz.newInstance();  //newInstance()创建此Class对象所表示的类的一个新实例
        //向下转型强转为Fruit     /父类引用指向子类对象，水果引用指向了苹果对象
        Juicer j = new Juicer();
        j.run(f);
    }
}
interface Fruit {
    public void squeeze();
}

class Apple implements Fruit {
    public void squeeze() {
        System.out.println("榨出一杯苹果汁儿");
    }
}

class Orange implements Fruit {
    public void squeeze() {
        System.out.println("榨出一杯橘子汁儿");
    }
}

class Juicer {
    public void run(Fruit f) {
        f.squeeze();
    }
}

通过反射获取带参构造方法并使用

• 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

package com.heima.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;

import com.heima.bean.Person;

public class Demo3_Constructor {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.heima.bean.Person");
        //Person p = (Person) clazz.newInstance();      //通过无参构造创建对象
        //System.out.println(p);
        Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);   //获取有参构造
        Person p = (Person) c.newInstance("张三",23);     //通过有参构造创建对象
        System.out.println(p);
    }

}
//还有一个获取构造方法数组的方法

通过反射获取成员变量并使用

• Field
  • Class.getField(String)方法可以获取类中的指定字段（可见的），如果是私有的可以用getDeclaedField("name")方法获取，通过
    set(obj,"李四")方法可以设置指定对象上该字段的值，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

package com.heima.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

import com.heima.bean.Person;

public class Demo4_Field {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.heima.bean.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(String.class, int.class);  //获取有参构造
        Person p = (Person) c.newInstance("张三",23);     //通过有参构造创建对象
        
        //Field f = clazz.getField("name"); //获取姓名字段
        //f.set(p,"李四");                        //修改姓名的值
        Field f = clazz.getDeclaredField("name");       //暴力反射获取字段
        f.setAccessible(true);              //去除私有权限
        f.set(p,"李四");
        System.out.println(p);
    }

}

通过反射获取方法并使用

• Method
  • Class.getMethod(String, Class...)和Class.getDeclareMethod(String, Class...)方法可以获取类中的指定方法，调用invoke(Object, Object...)
    可以调用该方法，Class.getMethod("eat") invoke(obj) Class.getMethod("eat",int.class) invoke(obj, 10)

package com.heima.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

import com.heima.bean.Person;

public class Demo5_Method {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.heima.bean.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(String.class, int.class);  
        Person p = (Person) c.newInstance("张三",23); 
        
        Method m1 = clazz.getMethod("eat"); //获取eat方法
        m1.invoke(p);
        Method m2 = clazz.getMethod("eat",int.class);       //获取有参的eat方法
        m2.invoke(p, 10);
    }

}

通过反射越过泛型检查

*ArrayList<Integer>的一个对象，在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？

package com.heima.test;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class Test1 {

    /**
     * 泛型只在编译器有效，在运行期会被擦除掉
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(111);
        list.add(222);
        
        Class clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");     //获取字节码对象
        Method m = clazz.getMethod("add", Object.class);        //获取add方法
        m.invoke(list, "abc");
        
        System.out.println(list);
    }

}

通过反射写一个通用的设置某个对象的某个属性为指定的值

• public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value){},此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value

package com.heima.test;

public class Test3 {

    /**
     * @param args
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Student s = new Student("张三",23);
        System.out.println(s);
        
        Tool t = new Tool();
        t.setProperty(s,"name","李四");
        System.out.println(s);
    }

}

class Student {
    private String name;
    private int age;
    public Student() {
        super();
        
    }
    public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    
    
}

package com.heima.test;

import java.lang.reflect.Field;

public class Tool {
    //此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value
    public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value) throws Exception {
        Class clazz = obj.getClass();       //获取字节码对象
        Field f = clazz.getDeclaredField(propertyName); //暴力反射获取字段
        f.setAccessible(true);                  //去除权限
        f.set(obj, value);
    }
}

练习

package com.heima.test;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;

public class Test2 {

    /**
     * @param args
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("xxx.properties"));
        //创建输入流关联xxx.properties,内容是com.heima.test.DemoClass
        Class clazz = Class.forName(br.readLine()); //读取配置文件中类名，获取字节码对象
        DemoClass dc = (DemoClass) clazz.newInstance(); //通过字节码对象创建对象
        dc.run();
    }

}

package com.heima.test;

public class DemoClass {
    public void run() {
        System.out.println("weclome to heima!");
    }
}

动态代理的概述和实现

• A:动态代理概述
  • 代理：本来应该自己做的事情，请了别人来做，被请的人就是代理对象。
  • 举例：春节回家买票让人代买
  • 动态代理：在程序运行过程中产生的这个对象，而程序运行过程中产生对象其实就是我们刚才发射讲解的内容，
    所以，动态代理其实就是通过发射来生成一个代理
  • 在Java中java.lang.reflect包下提供一个Proxy类和一个InvocationHandler窗口，通过使用这个类和接口就可以生成动态代理对象。
    JDK提供的代理只能针对接口做代理。我们有更强大的代理cglib, Proxy类中的方法创建动态代理类对象
  • public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)
  • 最终会调用InvocationHandler的方法

package com.heima.动态代理;

public interface User {
    public void add();
    
    public void delete();
}

package com.heima.动态代理;

public class UserImp implements User {

    @Override
    public void add() {
        //System.out.println("权限校验");
        System.out.println("添加功能");
        //System.out.println("日志记录");
    }

    @Override
    public void delete() {
        //System.out.println("权限校验");
        System.out.println("删除功能");
        //System.out.println("日志记录");
    }

}

package com.heima.动态代理;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;
    
    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        System.out.println("权限校验");
        method.invoke(target, args);    //执行被代理target对象的方法
        System.out.println("日志记录");
        return null;
    }

}

package com.heima.动态代理;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        UserImp ui = new UserImp();
        ui.add();
        ui.delete();
        System.out.println("---------");
        MyInvocationHandler m = new MyInvocationHandler(ui);
        User u = (User)Proxy.newProxyInstance(ui.getClass().getClassLoader()
                , ui.getClass().getInterfaces(), m);
        u.add();
        u.delete();
    }

}

模板(Template)设计模式概述和使用

• A:模板设计模式概述
  • 模板方法模式就是定义一个算法的骨架，而将具体的算法延迟到子类中来实现
• B:优点和缺点
  • a:优点
    • 使用模板方法模式，在定义算法骨架的同时，可以很灵活的实现具体的算法，满足用户灵活多变的需求
  • b:缺点
    • 如果算法骨架有修改的话，则需要修改抽象类
      1，装饰
      2，单例
      3，简单工厂
      4，工厂方法
      5，适配器
      6，模板

package com.heima.模板方法设计模式;

public class Demo1_Template {

    public static void main(String[] args) {
        Demo d = new Demo();
        System.out.println(d.getTime());
    }

}

abstract class GetTime {
    public final long getTime() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        code();
        long end = System.currentTimeMillis();
        return end - start;
    }

    public abstract void code();
}

class Demo extends GetTime {

    @Override
    public void code() {
        int i = 0;
        while(i < 100000) {
            System.out.println("x");
            i++;
        }
    }
}

自己实现枚举类

• A:枚举概述
  • 是指将变量的值一一列出来，变量的值只限于列举出来的值的范围内。
• B:回想单例设计模式：单例类是一个类只有一个实例
  • 那么多例类就是一个类有多个实例，但不是无限个数的实例，而是有限个数的实例。这才能是枚举类。
    1，自动拆装箱
    2，泛型
    3，可变参数
    4，静态导入
    5，增强for循环
    6，互斥锁
    7，枚举

package com.heima.枚举;

public class Week {
    public static final Week MON = new Week();
    public static final Week TUE = new Week();
    public static final Week WED = new Week();
    
    private Week(){}        //私有构造，不让其他类创建本类对象
}

package com.heima.枚举;

public class Week2 {
    public static final Week2 MON = new Week2("星期一");
    public static final Week2 TUE = new Week2("星期二");
    public static final Week2 WED = new Week2("星期三");
    
    private String name;
    private Week2(String name){
        this.name = name;
    }       //私有构造，不让其他类创建本类对象
    public String getName() {
        return name;
    }   
}

public abstract class Week3 {
    public static final Week3 MON = new Week3("星期一") {
        public void show() {
            System.out.println("星期一");
        }
    };
    public static final Week3 TUE = new Week3("星期二") {
        public void show() {
            System.out.println("星期二");
        }
    };
    public static final Week3 WED = new Week3("星期三") {
        public void show() {
            System.out.println("星期三");
        }
    };
    
    private String name;
    private Week3(String name){
        this.name = name;
    }       //私有构造，不让其他类创建本类对象
    public String getName() {
        return name;
    }   
    
    public abstract void show();
}

package com.heima.枚举;

public class Demo1_Enum {

    public static void main(String[] args) {
        Week3 tue = Week3.TUE;
        tue.show();
    }

    public static void demo2() {
        Week2 mon = Week2.MON;
        System.out.println(mon.getName());
    }

    public static void demo1() {
        Week mon = Week.MON;
        Week tue = Week.TUE;
        Week wed = Week.WED;
        
        System.out.println(mon);
    }

}

通过enum实现枚举类

package com.heima.枚举2;

public enum Week {
    MON,TUE,WED;
}

package com.heima.枚举2;

public enum Week2 {
    MON("星期一"),TUE("星期二"),WED("星期三");
    
    private String name;
    private Week2(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    
}

package com.heima.枚举2;

public enum Week3 {
    MON("星期一"){
        public void show() {
            System.out.println("星期一");
        }
    },TUE("星期二"){
        public void show() {
            System.out.println("星期二");
        }
    },WED("星期三"){
        public void show() {
            System.out.println("星期三");
        }
    };
    
    private String name;
    private Week3(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public abstract void show();
}

package com.heima.枚举2;

public class Demo1_Enum {

    public static void main(String[] args) {
        Week3 wed = Week3.WED;
        wed.show();
    }

    public static void demo2() {
        Week2 wed = Week2.WED;
        System.out.println(wed);
        System.out.println(wed.getName());
    }

    public static void demo1() {
        Week mon = Week.MON;
        System.out.println(mon);
    }

}

枚举的注意事项

• 定义枚举类要用关键字enum
• 所有枚举类都是Enum的子类
• 枚举类的第一行上必须是枚举项，最后一个枚举项后的分号是可以省略的，但是如果枚举类有其他的东西，这个分号就不能省略。建议不要省略。
• 枚举类可以有构造器，但必须是private的，它默认的也是private的。
• 枚举类也可以有抽象方法，但是枚举项必须重写该方法
• 枚举在switch语句中的使用

package com.heima.枚举2;

public class Demo1_Enum {

    public static void main(String[] args) {
        Week3 mon = Week3.TUE;
        switch (mon) {
        case MON:
            System.out.println("星期一");
            break;
        case TUE:
            System.out.println("星期二");
            break;
        case WED:
            System.out.println("星期三");
            break;
        }
    }

枚举类的常见方法

• A：枚举类的常见方法
  • int ordinal()
  • int compareTo(E o)
  • String name()
  • String toString()
  • <T> T valueOf(class<T> type,String name)
  • values()
  • 此方法虽然在JDK文档中查找不到，但每个枚举类都具有该方法，它遍历枚举类的所有枚举值非常方便

package com.heima.枚举2;

public class Demo2_Enum {

    public static void main(String[] args) {
        Week2 mon = Week2.valueOf(Week2.class, "MON");  //通过字节码对象获取枚举项
        System.out.println(mon);
        Week2[] arr = Week2.values();
        for (Week2 week2 : arr) {
            System.out.println(week2);
        }
    }

    public static void demo1() {
        Week2 mon = Week2.MON;
        Week2 tue = Week2.TUE;
        Week2 wed = Week2.WED;
        
        System.out.println(mon.ordinal());          //枚举项都是有编号的
        System.out.println(tue.ordinal());
        System.out.println(wed.ordinal());
        System.out.println(mon.compareTo(tue));     //比较的是编号
        System.out.println(mon.compareTo(wed));
        System.out.println(mon.name());             //获取实例名称
        System.out.println(mon.toString());         //调用toString方法，不重写的话与上面结果一致
    }

}

JDK7的六个新特性回顾与讲解

• A:二进制字面量0b001
• B:数字字面量可以出现下划线
• C:switch语句可以用字符串
• D:泛型简化，菱形泛型
• E:异常的多个catch合并，每个异常用或|
• F:try-with-resourses语句

System.out.println(0b110);
System.out.println(0b100_000);

JDK8的新特性

• 接口中可以定义有方法体的方法，如果是非静态，必须用default修饰
• 如果是静态的就不用了

class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*Demo d = new Demo();
        d.print();

        Inter.method();*/

        Demo d = new Demo();
        d.run();
    }
}

interface Inter {
    public default void print() {
        System.out.println("Hello World");
    }

    public static void method() {
        System.out.println("static method");
    }
}

class Demo implements Inter {
    public void run() {
        int num = 10;                           //JDK8,前面的final可以省略
        class Inner {
            public void fun() {
                System.out.println(num);
            }
        }

        Inner i = new Inner();
        i.fun();
    }
}