【参考资料： 疯狂Java讲义 Chapter 18】
1、类加载、连接、初始化
当Java程序需要某一个类时，如果该类尚未加载到内存中，系统会通过加载、连接、初始化三个步骤将该类加载到内存，并完成初始化工作。
- 类加载：将类的class文件加载到内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。类的加载是通过类加载器，类加载器由JVM提供，统称为系统类加载器。除了利用JVM提供的类加载器，我们还可通过继承java.lang.ClassLoader来编写自己的类加载器。一旦一个类被载入JVM，同一个类（用类的全限定名和类的类加载器作为唯一标识）就不会被重复载入了。
- 类连接：将类的二进制数据合并到JRE中。
- 类初始化：JVM对类进行初始化，主要是针对静态属性进行初始化。
2、类加载器
JVM启动时，会形成由三个类加载器类组成的初始类的加载器层次结构：
- 根类加载器（Bootstrap classLoader）：负责加载Java的核心类。根类加载器是由JVM自身实现的，并非ClassLoader的子类。
- 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载JRE的扩展目录（JAVA_HOME/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs属性所指定的目录）中JAR的类包。
- 系统类加载器（System ClassLoader）：在JVM启动时，负责加载来自命令java中的-classpath或java.class.path系统属性或CLASSPATH环境变量所指定的JAR包和类路径。程序中可通过ClassLoader.getSystemClassLoader()获取该类加载器。
三个类加载器之间的层次关系：
3、通过反射操作类
1）获取java.lang.Class对象的常用方式
- Class类的静态方法forName(String className)。其中传入的className参数为类的全限定名。
- 调用类的class属性来获取该类的Class对象。如Class strClass = String.class。
- 调用对象的getClass()方法。
2）Class类提供的接口
获取Class对象所对应类的构造器的接口：
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) //返回对应该类的public的构造器，构造器参数列表的类型声明次序符合parameterTypes类型声明次序，被封装成了Constructor对象
Constructor<?>[] getConstructors() //获取所有public构造器
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) //返回对应parameterTypes类型声明次序的该类的构造器，与访问级别无关
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()//返回所有的构造器，与访问级别无关 5 Constructor<?> getEnclosingConstructor() //用于匿名类或内部类
获取Class对象对应类的方法的接口：
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes); //返回由方法名name和参数列表类型parameterTypes限定的public方法
Method[] getMethods(); //所有public方法
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes); //返回由方法名和参数列表类型parameterTypes限定的方法，与访问级别无关
Method[] getDeclaredMethods(); //所有方法 5 Method getEnclosingMethod(); //用于获取内部类或匿名类的方法
获取Class对象对应类所包含的属性的接口：
Field getField(String name); //返回对应name的public 属性
Field[] getFields(); //所有public属性
Field getDeclaredField(String name);
Field[] getDeclaredFields();
【注：方法名中带有Declared的方法返回的构造器、方法或属性等都是忽略访问级别的；而不带有Declared的方法返回public的类成员。】
访问Class对应类的注释的接口：
<A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass); //返回符合特定注解类型annotationClass的注解
Annotation[] getAnnotations(); //当前Class的所有注解
Annotation[] getDeclaredAnnotations(); //直接出现在当前元素上的注解
Class中用于判断该Class是否为注释类型、数组类型、接口类型的接口：
boolean isAnnotation();
boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass); //判断是否出现了特定类型的注解
boolean isAnonymousClass();
boolean isArray();
boolean isEnum();
boolean isInstance(Object obj); //判断obj类型是否与当前Class对应的类型兼容
boolean isInterface();
boolean isLocalClass();
boolean isPrimitive();
其他接口：
String getName();//返回该Class代表的类或接口的全称
String getPackage(); //返回包名
String getSimpleName(); //Class对应类的简称
Class<? super T> getSuperclass(); //返回超类
对于上述接口中出现的Class<?>... parameterTypes，是指定的参数列表的Class对象。如：
public class ReflectionTest{
private int privateAttribute = -1;
public int publicAttribute = -2;
public String publicStrAttribute = "DefaultString";
public void info(){
System.out.println("This is info() of class ReflectionTest");
}
public void info(String str){
System.out.println("This is info(String) of class ReflectionTest");
}
public void info(String str, Integer num){
System.out.println("This is info(String, Integer) of class ReflectionTest");
}
private void privateInfo(){
System.out.println("This is privateInfo method");
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class<ReflectionTest> testClass = ReflectionTest.class;
Method info1 = testClass.getMethod("info", null);
System.out.println("方法参数列表长度： "+info1.getParameterTypes().length);
Method info2 = testClass.getMethod("info", String.class);
System.out.println("方法参数列表长度： "+info2.getParameterTypes().length);
Method info3 = testClass.getMethod("info", String.class, Integer.class);
System.out.println("方法参数列表长度： "+info3.getParameterTypes().length);
}
}
3）通过反射生成并操作对象
- 通过Class对象的newInstance方法
- 通过Class对象获取对应类的Constructor，再通过Constructor对象的newInstance方法
Class<ReflectionTest> testClass = ReflectionTest.class;
//通过Class对象构造Class对应类的实例
ReflectionTest rt1 = testClass.newInstance();
Constructor constructor = testClass.getConstructor(null);
ReflectionTest rt2 = (ReflectionTest)constructor.newInstance(null); //调用默认构造函数，参数列表为空
【注：代码基于ReflectionTest类】
4）调用方法
- public方法，直接通过Method对象的Object invoke(Object obj,Object... args)方法；其中obj为调用该方法的Class对应类的实例，args为方法的参数。
Object newTest = constructor.newInstance(null);
Method info = testClass.getMethod("info", null);
info.invoke(newTest, null);
- private方法，首先要调用Method类的setAccessible(boolean flag)方法，否则报错：java.lang.NoSuchMethodException
然后调用private方法：
Method privateMethod = testClass.getDeclaredMethod("privateInfo", null); //获取private方法使用getDeclaredMethod方法
privateMethod.setAccessible(true);
privateMethod.invoke(newTest, null);
5）操作属性值
- 操作8个基本类型时，使用Field的getXXX(Object obj)或setXXX(Object obj, XXX value)，其中obj为被访问的Class对应的类。
- 操作引用类型时，使用Field的get(Object obj)或set(Object obj, Object value)
//操作属性
Field privateField = testClass.getDeclaredField("privateAttribute"); //私有属性
System.out.println(privateField.getInt(newTest));
privateField.setInt(newTest, -1000);
System.out.println(privateField.get(newTest)); Field strField = testClass.getField("publicStrAttribute"); //公有属性
System.out.println(strField.get(newTest));
strField.set(newTest, "test value");
System.out.println(strField.get(newTest));
6）操作数组
java.lang.reflect包下含有Array类，Array类提供了可以动态创建和访问Java数组的静态方法。
主要接口：
static static Object newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions); //多维度的数组
static Object newInstance(Class<?> componentType, int length); //指定数组长度的数组 static XXX getXXX(Object array, int index); //对于8中基本类型
static void setXXX(Object array, int index, XXX newValue); static Object get(Object array, int index); //对于引用类型
static void setXXX(Object array, int index, Object newValue);