類載入機制與反射__java

（一）類載入機制與反射

　　　Java類載入器除了根類載入器之外，其他類載入器都是使用Java語言編寫的，所以程式員完全可以開發自己的類載入器，通過使用自訂類載入器，可以完成一些特定的功能。

 

（二）類的載入、串連和初始化

　　系統可能在第一次使用某個類時載入該類，也可能採用預先載入機制來載入某個類。

　　1.　　JVM和類　　

　　當我們調用Java命令運行某個Java程式時，該命令將會啟動一個Java虛擬機器進程，不管該Java程式有多麼複雜，該程式啟動了多少個線程，它們都處於該Java虛擬機器進程裡。

　　同一個JVM的所有線程、所有變數都處於同一個進程裡，它們都使用該JVM進程的記憶體區。

　　當系統出現以下幾種情況時，JVM進程將被終止：

　　　　（1）程式運行到最後正常結束。

　　　　（2）程式運行到使用System.exit()或Runtime.getRuntime().exit()代碼處結束程式。

　　　　（3）程式執行過程中遇到未捕獲的異常或錯誤而結束。

　　　　（4）程式所在平台強制結束了JVM進行。

 

下面舉例說明：不同JVM程式的運行情況：

public class A{    //定義該類的靜態Field    public static int a = 6;}

 

public class ATest1{    public static void main(String[] args)    {        //建立A類的執行個體        A a = new A();                //讓a執行個體的a Field值自增        a.a++;                System.out.println(a.a);    }}

 

 運行結果：7

 

public class Atest2{    public static void main(String[] args)    {        //建立A類執行個體        A b = new A();                //輸出b執行個體的a Field值        System.out.println(b.a);    }}

 

運行結果：6

 

 

因為運行ATest1和ATest2是兩次運行JVM進程，第一次運行JVM結束後，它對A類所做的修改將全部丟失---第二次運行JVM時將再次初始化A類。

 

 　　2.　　類的載入

　　　　當程式主動使用某個類時，如果該類還未被載入到記憶體中，則系統會通過載入、串連、初始化3個步驟來對該類進行初始化。

　　　　類載入指的是將類的class檔案讀入記憶體，並為之建立一個java.lang.Class對象，也就是說，當程式中使用任何類時，系統都會為之建立一個java.lang.Class對象。

　　　　類的載入由類載入器完成，類載入器通常由JVM提供，JVM提供的這些類載入器通常被稱為系統類別載入器。除此之外，開發人員還可以通過繼承ClassLoader基類來建立自己的類載入器。

　　通過使用不同的類載入器，可以從不同來源載入類的位元據：

　　1.從本地系統載入class檔案。

　　2.從JAR包載入class檔案

　　3.通過網路載入class檔案

　　4.把一個Java源檔案動態編譯，並執行載入

( 類載入器通常無須等到“首次使用”該類時才載入該類，Java虛擬機器規範允許系統積極式載入某些類。)

 

 　　3.　　類的串連

　　當類被載入之後，系統為之產生一個對應的Class對象，接著將會進入串連階段，串連階段負責把類的位元據合并到JRE中。

類串連又可分為如下3個階段：

（1）驗證：驗證階段用於檢驗被載入的類是否有正確的內部結構，並和其他類協調一致。

（2）準備：類準備階段則負責為類的靜態Field分配記憶體，並設定預設初始值。

（3）解析：將類的位元據中的符號引用替換成直接引用。

 

 　　4.　　類的初始化

　　在類的初始化階段，虛擬機器負責對類進行初始化，主要就是對靜態Field進行初始化。在Java類中對靜態Field指定初始值有兩種方式：

　　（1）聲明靜態Field時指定初始值

　　（2）使用靜態初始化塊為靜態Field指定初始值　　

public class Test{    //聲明a變數時指定初始值    static int a = 5;    static int b;    static int c;        static    {        //使用靜態初始化塊b變數指定初始值        b = 6;    }}

 

 

 

　　對於上面代碼，程式為靜態Field a、b都顯示指定了初始值，所以這兩個靜態Field的值分別為5、6，但靜態Field c則沒有指定初始值，它將採用預設初始值0

 

 

　　JVM初始化一個類包含如下幾個步驟：

　　（1）假如這個類還沒有被載入和串連，則程式先載入並串連該類。

　　（2）假如該類的直接父類還沒有被初始化，則先初始化其直接父類。

　　（3）假如類中有初始化語句，則系統依次執行這些初始化語句。

　　（注意：當執行第2個步驟時，系統對直接父類的初始化步驟也遵循此步驟1-3；如果該直接父類又有直接父類，則系統再次重複這3個步驟來先初始化這個父類....依次類推，所以JVM最先初始化的總是java.lang.Object類。當程式主動使用任何一個類時，系統會保證該類以及所有父類都會被初始化）

 

 

 （三）類初始化時機

　　當Java程式首次通過下面6種方式來使用某個類或介面時，系統就會初始化該類或介面：

（1）建立類的執行個體。為某個類建立執行個體的方法包括：使用new操作符來建立執行個體，通過反射來建立執行個體，通過還原序列化的方式來建立執行個體。

（2）調用某個類的靜態方法

（3）訪問某個類或介面的靜態Field,或為該靜態Filed賦值。

（4）使用反射方式來強制建立某個類或介面對應的java.lang.Class對象。

（5）初始化某個類的子類。當初始化某個類的子類時，該子類的所有父類都會初始化。

（6）直接使用java.exe命令來運行某個主類。

 

 　　對於一個final型的靜態Field,如果該Field的值在編譯時間就可以確定下來，那麼這個Field相當於"宏變數"。Java編譯器會在編譯時間直接把這個Field出現的地方替換成它的值，因此即使程式使用該靜態Filed，也不會導致該類的初始化。

　　下面舉例:

package Chapter18;public class CompileConstantTest{    public static void main(String[] args)    {        //訪問、輸出MyTest中的compileConstant Field        System.out.println(MyTest.compileConstant);　　//1處    }}class MyTest{    static    {        System.out.println("靜態初始化塊...");    }        //使用一個字串直接量為static final Field賦值    static final String compileConstant = "瘋狂Java講義";}

　　運行結果: