java的class类

简介: java的class类

除了int等基本类型外,Java的其他类型全部都是class(包括interface)。例如:

String

Object

Runnable

Exception

...


仔细思考,我们可以得出结论:class(包括interface)的本质是数据类型(Type)。无继承关系的数据类型无法赋值:


Number n = new Double(123.456); // OK
String s = new Double(123.456); // compile error!


而class是由JVM在执行过程中动态加载的。JVM在第一次读取到一种class类型时,将其加载进内存。


每加载一种class,JVM就为其创建一个Class类型的实例,并关联起来。注意:这里的Class类型是一个名叫Class的class。它长这样:


public final class Class {
    private Class() {}
}

以String类为例,当JVM加载String类时,它首先读取String.class文件到内存,然后,为String类创建一个Class实例并关联起来:


Class cls = new Class(String);


这个Class实例是JVM内部创建的,如果我们查看JDK源码,可以发现Class类的构造方法是private,只有JVM能创建Class实例,我们自己的Java程序是无法创建Class实例的。


所以,JVM持有的每个Class实例都指向一个数据类型(class或interface):


┌───────────────────────────┐
│      Class Instance       │──────> String
├───────────────────────────┤
│name = "java.lang.String"  │
└───────────────────────────┘
┌───────────────────────────┐
│      Class Instance       │──────> Random
├───────────────────────────┤
│name = "java.util.Random"  │
└───────────────────────────┘
┌───────────────────────────┐
│      Class Instance       │──────> Runnable
├───────────────────────────┤
│name = "java.lang.Runnable"│
└───────────────────────────┘

一个Class实例包含了该class的所有完整信息:


┌───────────────────────────┐
│      Class Instance       │──────> String
├───────────────────────────┤
│name = "java.lang.String"  │
├───────────────────────────┤
│package = "java.lang"      │
├───────────────────────────┤
│super = "java.lang.Object" │
├───────────────────────────┤
│interface = CharSequence...│
├───────────────────────────┤
│field = value[],hash,...   │
├───────────────────────────┤
│method = indexOf()...      │
└───────────────────────────┘


由于JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例,并在实例中保存了该class的所有信息,包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等,因此,如果获取了某个Class实例,我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息。


这种通过Class实例获取class信息的方法称为反射(Reflection)。


如何获取一个class的Class实例?有三个方法:


方法一:直接通过一个class的静态变量class获取:


Class cls = String.class;


方法二:如果我们有一个实例变量,可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取:


String s = "Hello";
Class cls = s.getClass();


方法三:如果知道一个class的完整类名,可以通过静态方法Class.forName()获取:


Class cls = Class.forName("java.lang.String");


因为Class实例在JVM中是唯一的,所以,上述方法获取的Class实例是同一个实例。可以用==比较两个Class实例:

Class cls1 = String.class;

String s = "Hello";
Class cls2 = s.getClass();

boolean sameClass = cls1 == cls2; // true.


注意一下Class实例比较和instanceof的差别:

Integer n = new Integer(123);

boolean b1 = n instanceof Integer; // true,因为n是Integer类型
boolean b2 = n instanceof Number; // true,因为n是Number类型的子类

boolean b3 = n.getClass() == Integer.class; // true,因为n.getClass()返回Integer.class
boolean b4 = n.getClass() == Number.class; // false,因为Integer.class!=Number.class.


用instanceof不但匹配指定类型,还匹配指定类型的子类。而用==判断class实例可以精确地判断数据类型,但不能作子类型比较。


通常情况下,我们应该用instanceof判断数据类型,因为面向抽象编程的时候,我们不关心具体的子类型。只有在需要精确判断一个类型是不是某个class的时候,我们才使用==判断class实例。


因为反射的目的是为了获得某个实例的信息。因此,当我们拿到某个Object实例时,我们可以通过反射获取该Object的class信息:


void printObjectInfo(Object obj) {
    Class cls = obj.getClass();
}

要从Class实例获取获取的基本信息,参考下面的代码:


// reflection


Run


注意到数组(例如String[])也是一种类,而且不同于String.class,它的类名是[Ljava.lang.String;。此外,JVM为每一种基本类型如int也创建了Class实例,通过int.class访问。


如果获取到了一个Class实例,我们就可以通过该Class实例来创建对应类型的实例:


// 获取String的Class实例:
Class cls = String.class;
// 创建一个String实例:
String s = (String) cls.newInstance();


上述代码相当于new String()。通过Class.newInstance()可以创建类实例,它的局限是:只能调用public的无参数构造方法。带参数的构造方法,或者非public的构造方法都无法通过Class.newInstance()被调用。


动态加载


JVM在执行Java程序的时候,并不是一次性把所有用到的class全部加载到内存,而是第一次需要用到class时才加载。例如:

// Main.java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length > 0) {
            create(args[0]);
        }
    }
    
    static void create(String name) {
        Person p = new Person(name);
    }
}


当执行Main.java时,由于用到了Main,因此,JVM首先会把Main.class加载到内存。然而,并不会加载Person.class,除非程序执行到create()方法,JVM发现需要加载Person类时,才会首次加载Person.class。如果没有执行create()方法,那么Person.class根本就不会被加载。


这就是JVM动态加载class的特性。


动态加载class的特性对于Java程序非常重要。利用JVM动态加载class的特性,我们才能在运行期根据条件加载不同的实现类。例如,Commons Logging总是优先使用Log4j,只有当Log4j不存在时,才使用JDK的logging。利用JVM动态加载特性,大致的实现代码如下:


// Commons Logging优先使用Log4j:
LogFactory factory = null;
if (isClassPresent("org.apache.logging.log4j.Logger")) {
    factory = createLog4j();
} else {
    factory = createJdkLog();
}

boolean isClassPresent(String name) {
    try {
        Class.forName(name);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        return false;
    }
}
相关文章
|
4月前
|
Java 开发者
重学Java基础篇—Java类加载顺序深度解析
本文全面解析Java类的生命周期与加载顺序,涵盖从加载到卸载的七个阶段,并深入探讨初始化阶段的执行规则。通过单类、继承体系的实例分析,明确静态与实例初始化的顺序。同时,列举六种触发初始化的场景及特殊场景处理(如接口初始化)。提供类加载完整流程图与记忆口诀,助于理解复杂初始化逻辑。此外,针对空指针异常等问题提出排查方案,并给出最佳实践建议,帮助开发者优化程序设计、定位BUG及理解框架机制。最后扩展讲解类加载器层次与双亲委派机制,为深入研究奠定基础。
145 0
|
2月前
|
人工智能 安全 Java
Java并发包下Atomic相关类的使用
本文介绍了 `java.util.concurrent.atomic` 包下的各类原子类及其使用场景,包括基本类型原子类(如 `AtomicInteger`、`AtomicLong`)、数组类型原子类(如 `AtomicIntegerArray`)、引用类型原子类(如 `AtomicReference`)、对象属性修改原子类(如 `AtomicIntegerFieldUpdater`)以及原子操作增强类(如 `LongAdder` 和 `LongAccumulator`)。同时,详细对比了不同原子类在高并发场景下的性能表现,展示了 `LongAdder` 的高效性。
92 31
|
2月前
|
存储 安全 Java
【高薪程序员必看】万字长文拆解Java并发编程!(7):不可变类设计指南
🌟 ​大家好,我是摘星!​ 🌟今天为大家带来的是并发编程中Java不可变类设计指南,废话不多说让我们直接开始。
44 0
|
3月前
|
Java 数据安全/隐私保护
Java 类和对象
本文介绍了Java编程中类和对象的基础知识,作为面向对象编程(OOP)的核心概念。类是对象的蓝图,定义实体类型;对象是具体实例,包含状态和行为。通过示例展示了如何创建表示汽车的类及其实例,并说明了构造函数、字段和方法的作用。同时,文章还探讨了访问修饰符的使用,强调封装的重要性,如通过getter和setter控制字段访问。最后总结了类与对象的关系及其在Java中的应用,并建议进一步学习继承等概念。
|
4月前
|
缓存 安全 Java
《从头开始学java,一天一个知识点》之:输入与输出:Scanner与System类
你是否也经历过这些崩溃瞬间?三天教程连`i++`和`++i`都说不清,面试时`a==b`与`equals()`区别大脑空白,代码总是莫名报NPE。这个系列就是为你打造的Java「速效救心丸」!每天1分钟,地铁通勤、午休间隙即可学习。直击高频考点和实际开发中的“坑位”,拒绝冗长概念,每篇都有可运行代码示例。涵盖输入输出基础、猜数字游戏、企业编码规范、性能优化技巧、隐藏技能等。助你快速掌握Java核心知识,提升编程能力。点赞、收藏、转发,助力更多小伙伴一起成长!
75 19
|
4月前
|
存储 监控 安全
重学Java基础篇—类的生命周期深度解析
本文全面解析了Java类的生命周期,涵盖加载、验证、准备、解析、初始化、使用及卸载七个关键阶段。通过分阶段执行机制详解(如加载阶段的触发条件与技术实现),结合方法调用机制、内存回收保护等使用阶段特性,以及卸载条件和特殊场景处理,帮助开发者深入理解JVM运作原理。同时,文章探讨了性能优化建议、典型异常处理及新一代JVM特性(如元空间与模块化系统)。总结中强调安全优先、延迟加载与动态扩展的设计思想,并提供开发建议与进阶方向,助力解决性能调优、内存泄漏排查及框架设计等问题。
155 5
|
4月前
|
缓存 安全 Java
《从头开始学java,一天一个知识点》之:字符串处理:String类的核心API
🌱 **《字符串处理:String类的核心API》一分钟速通!** 本文快速介绍Java中String类的3个高频API:`substring`、`indexOf`和`split`,并通过代码示例展示其用法。重点提示:`substring`的结束索引不包含该位置,`split`支持正则表达式。进一步探讨了String不可变性的高效设计原理及企业级编码规范,如避免使用`new String()`、拼接时使用`StringBuilder`等。最后通过互动解密游戏帮助读者巩固知识。 (上一篇:《多维数组与常见操作》 | 下一篇预告:《输入与输出:Scanner与System类》)
115 11
|
4月前
|
安全 IDE Java
重学Java基础篇—Java Object类常用方法深度解析
Java中,Object类作为所有类的超类,提供了多个核心方法以支持对象的基本行为。其中,`toString()`用于对象的字符串表示,重写时应包含关键信息;`equals()`与`hashCode()`需成对重写,确保对象等价判断的一致性;`getClass()`用于运行时类型识别;`clone()`实现对象复制,需区分浅拷贝与深拷贝;`wait()/notify()`支持线程协作。此外,`finalize()`已过时,建议使用更安全的资源管理方式。合理运用这些方法,并遵循最佳实践,可提升代码质量与健壮性。
121 1
|
3月前
|
Java
java中一个接口A,以及一个实现它的类B,一个A类型的引用对象作为一个方法的参数,这个参数的类型可以是B的类型吗?
本文探讨了面向对象编程中接口与实现类的关系,以及里氏替换原则(LSP)的应用。通过示例代码展示了如何利用多态性将实现类的对象传递给接口类型的参数,满足LSP的要求。LSP确保子类能无缝替换父类或接口,不改变程序行为。接口定义了行为规范,实现类遵循此规范,从而保证了多态性和代码的可维护性。总结来说,接口与实现类的关系天然符合LSP,体现了多态性的核心思想。
82 0
|
4月前
|
Java
课时14:Java数据类型划分(初见String类)
课时14介绍Java数据类型,重点初见String类。通过三个范例讲解:观察String型变量、"+"操作符的使用问题及转义字符的应用。String不是基本数据类型而是引用类型,但使用方式类似基本类型。课程涵盖字符串连接、数学运算与字符串混合使用时的注意事项以及常用转义字符的用法。
107 9