Java反射 - 基础知识 - Class类、.class文件、ClassLoader类装载器学习Java反射第一步，了

一、`.class`文件和Class是什么

1、概述.class文件

每个类都写在一个.java文件中，.java文件编译后会形成一个.class文件。所以可以这么理解：一个类 对应 一个.class文件

2、Class类是什么

在Java中，“类”是具备某些共同特征的实体的集合。比如学生，所有的学生都具有以下属性：姓名、年龄。那么我们就可以抽象出来一个Student类，它有两个属性 name 、age

public class Student {
    // 每个学生都有姓名
    String name;
    // 每个学生都有年龄
    String age;
}

如果把所有的类抽象一下呢？所有的类都有类名、所有的类都有方法。这么一抽象，就得到了Class类（下面代码仅为了方便理解，并非源码）

public class Class {
    // 每个类都有类名
    String className;
    // 每个类都有方法，可能是多个
    List<Method> methods;
    // 每个类都有成员变量，可能是多个
    List<Field> fields；
}

就像Student类的每个对象都代表一个具体的学生一样，Class类的每个对象，都代表一个具体的.class文件，或者说一个具体的类。比如说 Student类/Student.calss文件就可以看作是Class的一个对象。

3、获取Class类的对象

类的对象可以理解为某个抽象概念中的一个具体事物，比如Student类可以new一个对象张三zhangSan，也可以new一个对象叫李四liSi，张三/李四都是具体的学生，是Student的两个对象

Student zhangSan = new Student();
Student liSi = new Student();

Class类的构造函数是私有的，所以我们不能直接使用Class claz = new Class()来创建Class对象。JVM将某个.class文件从硬盘上加载到内存中的时候，会根据当前这个.class文件创建出Class的一个对象
要知道，像Student这种普通的类，我们可以直接new并拿到一个对象zhangSan，可是Class类的对象都是由JVM创建的，开发者在代码中如何拿到想要的Class对象呢？有以下三种方式，看代码

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 1、  对象.getClass() 获取
        Student student = new Student();
        Class stuClass01 = student.getClass();

        // 2、  类.Class 获取
        Class stuClass02 = Student.class;

        // 3、  Class.forName(全路径类名)
        Class stuClass03 = Class.forName("com.example.xxx.reflect.Student");
    }

}

二、ClassLoader — 类加载器

1、类加载器的工作机制

类加载器负责寻找类的.class文件并构造出类在JVM内部表现对象
在Java中，类加载器把一个类装载到JVM中需要经过以下几步
- 装载：查找和导入.class文件
- 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(可选择)：将符号引用转为直接引用
- 初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化操作

类装载工作是由ClassLoader及其子类完成的，JVM运行时会产生3个类装载器。每个装载器都有其父装载器，不是父类！！

根装载器BootstrapClassLoader：负责装载JRE中的核心类库，C++写的，Java中看不到
扩展装载器ExtClassLoader：负责装载JRE扩展目录ext中的JAR类包
应用装载器AppClassLoader：负责装载classPath路径下的类包

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        // 当前类的装载器是AppClassLoader
        System.out.println("AppClassLoad应用装载器：" + classLoader);
        // AppClassLoader其父是ExtClassLoader
        System.out.println("ExtClassLoad扩展装载器：" + classLoader.getParent());
        // ExtClassLoader其父是根装载器，由于是C++编写，故Java中获取不到它的引用
        System.out.println("根装载器：" + classLoader.getParent().getParent());
    }
}

控制台打印信息如下：
   AppClassLoad应用装载器：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
   ExtClassLoad扩展装载器：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@404b9385
   根装载器：null

全盘负责机制
- 当一个ClassLoader装载一个类时，除非显式地指定另一个ClassLoader，否则这个类所依赖和引用的类也由这个ClassLoader载入
双亲委托机制
- 当一个ClassLoader装载一个类时，会先委托他的父装载器寻找目标类，找不到的情况下由子装载器从自己的路径下查找并装载
  - 比如：AppClassLoader想要装载一个类Student，查缓存，没有的话就去委托父装载器ExtClassLoader装载
  - ExtClassLoader想要装载Student类，查缓存，没有的话去委托父装载器BootstrapClassLoader装载
  - BootstrapClassLoader想要装载Student类，查缓存，没有的话自己找一圈，没找到则让ExtClassLoader装载
  - ExtClassLoader找了一圈也没找到，让AppClassLoader装载
  - AppClassLoader如果在classPath里找到了，就开始装载。如果没找到，抛出各种异常

2、classLoader的重要方法

loadClass(String name)：参数name是全限定类名，如com.xxx.Student这种

    // name：全限定类名
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException{
        return loadClass(name, false);
    }
    
    // name：全限定类名   resolve：是否需要解析该类
    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{
        ...
    }

getParent()：获取当前装载器的父装载器（不是父类）

public final ClassLoader getParent(){
    ...
}

除了上面提到的3个类装载器，用户还可以自定义类装载器，需要继承抽象类ClassLoader
类文件被装载和解析后，在JVM中将拥有一个对应的java.lang.Class对象

Java反射 - 基础知识 - Class类、.class文件、ClassLoader类装载器

一、.class文件和Class是什么

1、概述.class文件

2、Class类是什么

3、获取Class类的对象

二、ClassLoader — 类加载器

1、类加载器的工作机制

2、classLoader的重要方法

一、`.class`文件和Class是什么