類載入與Class對象
java零基礎入門-高級特性篇(十四) 類載入與反射 1
初學者有時候在做練習的時候，可能會碰到一個十分詭異的問題。今天老師講到了String字元串，好開心，打開eclipse開始寫代碼，然後一頓操作，只見雙手在鍵盤上飛馳，行雲流水般寫出如下代碼，嘴角露出一絲微笑，String也不過如此嘛。
等等，咋報錯了？這是個什麼情況？哪裡有錯？為什麼連個String類型都不給我用了？為什麼！！！接下來輕則懷疑自己智商，重則自暴自棄，從此放棄走上碼農之路。
其實大家仔細一看，哦~原來是類的名字有問題啊，怎麼能定義一個叫String的類呢，這樣寫肯定報錯呀。但請各位再仔細想一想，為什麼就不能定義一個叫String的類呢？恐怕能說出其中原因的同學並不多。
類載入器與雙親委派模型
首先來回憶一下前面的知識。編寫完java文件後，jvm是不能直接運行java文件的，首先要將java文件編譯成class文件以後，jvm再把class文件載入到內存中，創建一個Class對象，這時候才可以使用這個類。載入這個動作，就是由類載入器完成的。在jvm中有三個內置類載入器，Bootstrap ClassLoader，Extension ClassLoader，Application ClassLoader。
Bootstrap ClassLoader：啟動類載入器，用於載入java核心庫jre/lib/rt.jar
Extension ClassLoader：擴展類載入器，用於載入java擴展庫jre/ext/*.jar
Application ClassLoader：應用程序類載入器，自己寫的代碼都是使用這個載入器來載入的
先來看看這幾個載入器的工作流程
這個類的載入過程有一個更加專業的名字，叫做雙親委派模型。這個模型名字看名字不好理解，來想像一下下面這個場景。小明一家人一起吃飯，看到大雞腿就想吃，但是中華文明優良傳統告訴他，得先問問爸爸，這個大雞腿我能吃嗎？然後爸爸又看看爺爺，問爺爺要吃嗎？爺爺說還是給小明吃吧，這時候爸爸再告訴小明，你可以吃了。爸爸和爺爺是雙親，能不能吃要先看上面，如果恰好爺爺也想吃，小明也只能幹瞪眼了。
再來看這個雙親委派模型，在載入類的時候，應用程序類載入器不會直接去載入它，它先要問它的父類載入器，它的父類載入器再去問爺類載入器，爺類載入器一看，不該我管，丟給父類，父類一看，也不是我管，最後丟回來給應用程序類載入器。
再來看看上面那個String的例子，為什麼會報錯。java本身有一個String的類型，String在哪？
注意String最上面的jar包，Bootstrap ClassLoader的管轄範圍就是這個jar包，現在知道程序報錯的原因了沒？根據類的載入流程，我們希望得到的String是應該被啟動類載入器載入的String，如果String的類路徑是java.lang.String，就是我們想要的String。但是上個例子裡面，我們自定義了一個String，它的類路徑不是java.lang.String，所以他不會被啟動類載入器載入，而是最後被應用程序類載入器載入，所以它並不是我們想要的那個String，不是那個可以用字元串賦值的類型String，這時候將一個字元串賦值給這個「String」，在編譯的時候就會出錯，因為我們自定義的String不具備這個接收字元串賦值的功能。
Class類型
上面說過，jvm把class文件載入到內存中時，會創建一個Class對象。這個Class對象是什麼呢？類不是用class定義的么，怎麼還有一個Class？別暈，現在就來詳細說說Class是幹什麼的。
先從Class存在的意義來說。類是一類事物的描述，類包含了這類事物的信息，比如車這個類，包含了車的類型，用途，行為信息，可以在路上跑。魚這個類，包含了魚的種類，名稱，行為信息，可以在水裡游。
從上圖可以看到，用屬性和行為可以描述一類事物。那麼「類」這個事物，是否也可以被描述呢？答案是肯定的，Class類就是用來描述類的信息的。Class也是一種類型，它專門用來描述類的特徵。
車這個類可以用名稱，類型，行為來描述。類這個類可以用屬性，行為來描述，所有的類都可以有屬性，都可以有行為。可以將Class類看做是普通類型的更高層抽象，用來描述普通類如何構成，包含內容等信息。
再從類的載入和對象創建來說。每寫完一個類文件，首先會被編譯成.class文件，然後在運行時，這個.class文件會被載入到jvm中，如果是第一次載入這個類，那麼會同時生成這個類對應的Class對象。當使用new關鍵字創建類的對象的時候，會首先去這個類對應的Class對象獲取該類的信息，然後創建對象，所以可以將Class對象看做是類的模板，同一個類的對象創建都使用這個模板。類創建的對象可以有很多，但是模板只有一份，也就是說每個類對應的Class對象只有一個。
java文件被編譯載入後創建Class對象，當這個java文件的類需要創建對象的時候，也就是使用new關鍵字創建對象的時候，會去獲取那個已經被創建好的Class對象中的信息。這裡要注意一個重點，獲取Class對象信息的時候是運行時，只有在運行時才能通過Class獲取類的信息。
獲取Class對象
既然Class對象包含這麼多信息，那麼在程序中如何獲取Class對象？獲取Class的方法有三種：
1.Class.forName("類名"); 通過類名字元串獲取Class對象。
2.通過類的對象調用getClass() 獲取該類型的Class對象
3.通過類型直接獲取Class對象
先看第一種方法，通過類型的全限定名獲取Class對象。通過這種方式可以直接使用一個字元串來獲取Class對象，這種方式使用起來比較靈活，當需要對類型進行配置的時候，可以將對象的全限定名寫入到配置文件中，這樣就可以在不修改代碼的情況下，通過修改配置的方式來改變創建對象的類型。需要注意的是，通過Class.forName()方法獲取的對象是無法確定類型的，所以使用無限制泛型通配符。
第二種方法，是通過對象的實例的getClass()方法來獲取Class對象，這種方式要先創建類型的對象，再根據創建的對象來獲取Class對象。由於根據已知類型的對象獲取的Class，所以這個Class對象的類型可以是User或其子類。
第三種方法，直接根據類型獲取Class對象，這種方式最直接，連方法都不用調用，直接獲取Class對象，速度最快效率最高。一般情況使用這種方法獲取Class對象最為普遍。
最後要注意的一點是，同一個類只會有一個Class對象，上例中第二種和第三種方法獲取到Class對象後，將獲取到的對象與第一種方法獲取到的Class對象進行地址比較，結果都是true。可以說明，不管用哪種方法獲取Class對象，都只會獲取到同一個並且是該類唯一一個Class對象。
現在已經獲取到Class對象了，那麼該如何使用它呢？前面說過，Class對象有類裡面所有的信息，所以可以通過Class獲取到類裡面所有的構造器，方法，成員變數等等所有的信息。
Class對象可以獲取到所有信息，上圖只是一個普通的類，如果獲取到ClassInfoDemo這個類對應的Class對象，就可以通過調用這個對象的方法獲取如上圖中包，成員變數，構造器，方法等信息。如果類還有其他信息比如註解，實現介面方法，內部類，外部類等等信息，都可以通過Class對象的對應方法獲取，可見Class是一個功能非常強大的類。
講了半天類的載入和Class對象，這些知識點有什麼用？這都是為了接下來登場的知識點-反射打好基礎，反射技術十分重要，在各大框架中被頻繁的使用，所以在學習的過程中，了解反射的意義對後續框架的學習有很大的幫助。
本文為了方便理解，隱藏了部分類載入中的細節，如需深入了解，請自行查閱相關資料。
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