JAVA---枚举类、类的加载

一、重点知识

静态方法区中的内存空间小，只会随着类的消失而消失，而类jvm结束他才消失

单例模式目的是避免静态的缺点

通过静态方法创建对象的好处是，体现了封装的思想，而且我们可以控制，在方法内设置条件，设置可创建对象的个数

懒汉式可以不考虑线程安全问题，因为多加线程同步会降低效率，用在框架中是单线程的去创建对象就不会有安全问题了。

饿汉式不能把属性直接设置为public的原因，是因为设置为public，就没有封装性了，外界就可以对这个属性进行操作了，如果外界把属性赋值为null，就存在安全问题了
解决方法可以加final，但是一旦加了fianl就成了常量，放入常量池中了，常量池中也不能乱放数据，所以也有弊端

java中逗号表并列的意思

枚举：多例的简写形式

枚举会自动私有化构造方法

枚举类不能用abstract修饰

枚举类的枚举项必须放在首行，也就是第一部分

枚举类也是可以有抽象方法的，但是枚举项必须重写抽象方法

引用数据类型有五种

类、数组、接口、枚举、注解

垃圾回收机制，先扫描标记，再清理

标记清理算法基本没人用

不会加载类的情况
实例化只声明没new

引导类加载器，是底层c代码写得，不是别人加载的

类的加载器的双亲委派机制目的是为了保证类的唯一性

泛型只在编译期生效，一旦到了运行时，就不存在了

二、重点问题

三、课堂知识

单例模式

编程中出现了一个问题
如果让一个类在java内存中只创建一个对象 ?

懒汉式/饱汉式

//懒汉式   饱汉式 
public class MyTool {

 private static MyTool myTool = null;
 //私有话构造方法, 让使用者无法new对象
 //这样使用者就没有办法创建多个对象了
 private MyTool(){}
 //提供一个静态方法, 使用者调用这个方法可以获取对象
 //这样,我们就可以控制创建的对象了
 public static MyTool getInstance(){
     //第一次访问时,发现变量中没有记录对象, 就新建对象
     //如果已经创建过对象,就直接返回
     if(myTool==null){
         myTool = new MyTool();
     }
     
     return myTool; 
 }
 
 public String encoding(String str){
     
     return "";
 }
}

饿汉式

//饿汉式
public class MyTool2 {

 private static MyTool2 myTool = new MyTool2();
 //私有话构造方法, 让使用者无法new对象
 //这样使用者就没有办法创建多个对象了
 private MyTool2(){}
 //提供一个静态方法, 使用者调用这个方法可以获取对象
 //这样,我们就可以控制创建的对象了
 public static MyTool2 getInstance(){
     
     return myTool; 
 }
 
 public String encoding(String str){
     
     return "";
 }
}

//饿汉式
public class MyTool3 {

 public static final MyTool3 MY_TOOL = new MyTool3();
 //私有话构造方法, 让使用者无法new对象
 //这样使用者就没有办法创建多个对象了
 private MyTool3(){}

 
 public String encoding(String str){
     
     return "";
 }
}

实现步骤
- 私有化构造方法
- 自己创建对象并记录住
- 保证这个变量的安全
总结
- 优点 : 节省静态方法区的内存, 使用时效率高
- 缺点 : 相对于静态来说, 效率还是要低一些

一. 枚举

定义
- 枚举是一个概念,列举的意思,将所有的情况都列举出来那么取值的时候只能是这几种情况的一种，不能是别的
- 在Java中枚举可以理解为有限制的多例,在当前类中定义多个实例供别人使用
应用场景
- 一个星期只有七天, 我们就可以把这些字符串装在一个数组或者集合中供我们使用(这也是枚举), 但是, 扩展性非常差, 比如, 我们想显示英文的就必须重写一次, 使用枚举类来实现, 就是将变量放到一个类中,然后有限制的定义几个对象使用

格式

空参构造的枚举类(没有意义)

public  class Week {
 
 public static final Week MON = new Week();
 public static final Week TUE = new Week();
 public static final Week WED = new Week();
 public static final Week THU = new Week();
 public static final Week FRI = new Week();
 public static final Week SAT = new Week();
 public static final Week SUN = new Week();
}

有参构造的枚举类

public  class Week {
   
   public static final Week MON = new Week("星期一");
   public static final Week TUE = new Week("星期二");
   public static final Week WED = new Week("星期三");
   public static final Week THU = new Week("星期四");
   public static final Week FRI = new Week("星期五");
   public static final Week SAT = new Week("星期六");
   public static final Week SUN = new Week("星期日");
   private String name;
   //私有化构造
   private Week(String name){
       this.name = name;
   }
   //提供getter方法,便于别人使用
   public String getName() {
       return name;
   }

}

有方法的枚举类

public  class Week {
   
   public static final Week MON = new Week("星期一");
   public static final Week TUE = new Week("星期二");
   public static final Week WED = new Week("星期三");
   public static final Week THU = new Week("星期四");
   public static final Week FRI = new Week("星期五");
   public static final Week SAT = new Week("星期六");
   public static final Week SUN = new Week("星期日");
   public String name;
   //私有化构造
   private Week(String name){
       this.name = name;
   }
   //提供getter方法,便于别人使用
   public String getName() {
       return name;
   }
   //提供特殊方法
   public  void show(){
       System.out.println("今天是"+name);
   }
}

包含抽象方法的枚举类

public abstract class Week {
   
   private static final Week MON = new Week("星期一"){
       public  void show(){
           System.out.println("星期一好难受");
       }
       
   };
   private static final Week TUE = new Week("星期二"){
       public  void show(){
           System.out.println("星期二晕晕乎乎");
       }
       
   };
   private static final Week WED = new Week("星期三"){
       public  void show(){
           System.out.println("咦,星期三了...");
       }
       
   };
   private static final Week THU = new Week("星期四"){
       public  void show(){
           System.out.println("赶紧,赶紧,今天快点结束");
       }
       
   };
   private static final Week FRI = new Week("星期五"){
       public  void show(){
           System.out.println("哇,好棒,星期五了");
       }
       
   };
   private static final Week SAT = new Week("星期六"){
       public  void show(){
           System.out.println("睡的真舒服");
       }
       
   };
   private static final Week SUN = new Week("星期日"){
       public  void show(){
           System.out.println("好开心哦, 时间慢慢走哈");
       }
       
   };
   private String name;
   //私有化构造
   private Week(String name){
       this.name = name;
   }
   //提供getter方法,便于别人使用
   public String getName() {
       return name;
   }
   
   public abstract void show();
}

注意事项
- 枚举多用于将一组信息装载到一个对象中
测试题
- 使用枚举模拟扑克牌的制作牌的过程

二. enum关键字的枚举(jdk1.5)

定义
- jdk1.5推出了enum关键字来帮助我们简化格式
- 省略了static final 关键字和创建对象
- enum关键字还能对格式进行检查

演示

public enum Week2 {
 //定义变量,指向对象
 MON("星期一") ,TUE("星期二") ,WED("星期三") ,THU("星期四") ,FRI("星期五") ,SAT("星期六") ,SUN("星期日") ;
 
 String name ;
 //私有化构造
 private Week2(String name){
     this.name = name;
 }

 public String getName() {
     return name;
 }
}

注意事项
- 定义枚举类要用关键字enum
- 所有枚举类都是Enum的子类
- 枚举类的第一行上必须是枚举项，最后一个枚举项后的分号是可以省略的，但是如果枚举类有其他的东西，这个分号就不能省略。建议不要省略
- 枚举类可以有构造器，但必须是private的，它默认的也是private的。
- 枚举类也可以有抽象方法，但是枚举项必须重写该方法
- swicth语句可以使用枚举

案例

public static void main(String[] args) {
 Week2 week2 = Week2.MON;
 switch (week2) {
 case FRI:
         System.out.println("好高兴哦");
     break;
 case MON:
     System.out.println("过了星期三,越过越心宽");
     break;
 default:
     System.out.println("没有了");
     break;
 }
}

常用方法
- int ordinal() 获取枚举项的序号
- int compareTo(E o) 比较两个枚举项
- String name() 获取枚举枚举项的名称
- String toString() 获取枚举项的字符串表现形式
- <T> T valueOf(Class<T> type,String name) 使用字节码和名称获取枚举项
- values()
  - 此方法虽然在JDK文档中查找不到，但每个枚举类都具有该方法，它遍历枚举类的所有枚举值非常方便

三. 类加载

定义
- 当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过加载，连接，初始化三步来实现对这个类进行初始化
- 加载
  - 就是指将.class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。任何类被使用时系统都会建立一个Class对象。
- 连接
  - 验证是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致
  - 准备负责为类的静态成员分配内存，并设置默认初始化值
  - 解析将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用
- 初始化就是我们以前讲过的初始化步骤
加载的时机(在类真正被使用时)
- 创建类的实例
- 访问类的静态变量，或者为静态变量赋值
- 调用类的静态方法
- 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象
- 加载某个类的子类
- 直接使用java.exe命令来运行某个主类

四. 类加载器的概述和分类

定义
- 负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的Class对象。虽然我们不需要关心类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行
类加载器的分类
- Bootstrap ClassLoader 根类加载器
- Extension ClassLoader 扩展类加载器
- Sysetm ClassLoader 系统类加载器
- AppClassLoader 应用类加载器
类加载器的作用
- BootstrapClassLoader 根类加载器
  - 也被称为引导类加载器，负责Java核心类的加载
  - 比如System,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中
- ExtensionClassLoader 扩展类加载器
  - 负责JRE的扩展目录中jar包的加载。
  - 在JDK中JRE的lib目录下ext目录
- SysetmClassLoader 系统类加载器
  - 负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件，以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径
- AppClassLoader 加载其他类
  - 负载一些非核心类和程序猿自己写的类

演示

public static void main(String[] args) {
 //获取TestDemo类的类加载器
 System.out.println(TestDemo.class.getClassLoader());
 
}

五. 自定义类加载器

双亲委派模型
- 当前类加载器从自己已经加载的类中查询是否此类已经加载，如果已经加载则直接返回原来已经加载的类。
- 如果没有找到，就去委托父类加载器去加载（如代码c = parent.loadClass(name, false)所示）。父类加载器也会采用同样的策略，查看自己已经加载过的类中是否包含这个类，有就返回，没有就委托父类的父类去加载，一直到根类加载器。因为如果父加载器为空了，就代表使用根类类加载器作为父加载器去加载
- 如果根类类加载器加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用拓展类加载器来尝试加载，继续失败则会使用AppClassLoader来加载，继续失败则会抛出一个异常ClassNotFoundException，然后再调用当前加载器的findClass()方法进行加载
1. 好处
  - 主要是为了安全性，避免用户自己编写的类动态替换 Java的一些核心类，比如 String。
  - 同时也避免了类的重复加载，因为 JVM中区分不同类，不仅仅是根据类名，相同的 class文件被不同的 ClassLoader加载就是不同的两个类
2. 案例演示

public class MyClassLoader extends ClassLoader{
    private String path;
    public MyClassLoader(String path) {
        super();
        this.path = path;
    }
        @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        //读取本地文件
        byte[] bs = getBytes(path);
        //将字节数组装载成Class对象
        Class<?> clazz = this.defineClass(name, bs, 0, bs.length);
        return clazz;
    }
    
    private byte[] getBytes(String path){
        try(
            FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ) {
            byte[] bs = new byte[1024];
            int len ;
            while((len=fis.read(bs))!=-1){
                bos.write(bs, 0, len);
            }
            return bos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            
        }
        return null;
    }
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
    MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:\\Student.class");
    Class<?> clazz = classLoader.findClass("com.qianfeng.Student");
    //Class<?> class1 = Class.forName("com.qianfeng.Student", true, classLoader);
    
    Object obj = clazz.newInstance();
    System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
}

六. 反射

定义
- JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法
- 对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性
- 这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制
- 要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象
- 而解剖使用的就是Class类中的方法，所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象
- 说白了就是获取一个类的骨架
获取字节码的三种方式
- 对象.getClass()
- 类名.class
- Class类中静态方法forName("类名")

演示

public static void main(String[] args) throws Exception {
 Student student = new Student();
 Class<?> clazz1 = student.getClass();
 Class<?> clazz2 = Student.class;
 Class<?> clazz3 = Class.forName("com.qianfeng.Student");
}

七. 反射获取构造函数

定义
- Class类的newInstance()方法是使用该类无参的构造函数创建对象
- 如果一个类没有无参的构造函数, 就不能这样创建了,可以调用Class类的getConstructor(String.class,int.class)方法获取一个指定的构造函数然后再调用Constructor类的newInstance("张三",20)方法创建对象

演示

public static void main(String[] args) throws Exception {
 Class<?> clazz =  Class.forName("com.qianfeng.Student");
 Student object = (Student)clazz.newInstance();
 object.method();
 
}

榨汁机案例

分别有水果(Fruit)苹果(Apple)香蕉(Banana)桔子(Orange)榨汁(squeeze)
根据客户的需求, 随时更换果汁

interface Fruit {
 public void squeeze();
}

class Apple implements Fruit {
 public void squeeze() {
     System.out.println("榨出一杯苹果汁儿");
 }
}

class Orange implements Fruit {
 public void squeeze() {
     System.out.println("榨出一杯桔子汁儿");
 }
}

class Juicer {
 public void run(Fruit f) {
     f.squeeze();
 }

}

public static void main(String[] args) throws Exception {
 
 //从本地读取配置文件
 BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("config.txt"));
     //创建输入流对象,关联配置文件    
 Class<?> clazz = Class.forName(br.readLine());  //读取配置文件一行内容,获取该类的字节码对象
 Fruit f = (Fruit) clazz.newInstance();      //通过字节码对象创建实例对象
 Juicer j = new Juicer();
 j.run(f);
}

八. 反射获取成员变量

定义
- Class.getField(String)方法可以获取类中的指定字段(可见的)
- 如果是私有的可以用getDeclaedField("name")方法获取
- 通过get(obj) 和set(obj, "李四")方法可以获取和设置指定对象上该字段的值, obj指的是这个类的对象
- 如果是私有的需要先调用setAccessible(true)设置访问权限放开

演示

public static void main(String[] args) throws Exception {
 Student student = new Student();
 Class<?> clazz = Class.forName("com.qianfeng.Student");
     //获取共有的属性
 Field field = clazz.getField("name");
     //获取所有的属性
 Field field2 = clazz.getDeclaredField("name");
 //取消语言检查
 field2.setAccessible(true);
 //给一个对象的属性设置值
 field2.set(student, "333");
 //获取这个对象的属性的值
 String str= (String) field2.get(student);
 System.out.println(str);
 
}

测试题
- 需求: 写一个方法, 通过此方法可以给任意对象的任意属性设置值

九. 反射获取成员方法

定义
- Class.getMethod(String, Class...) 和 Class.getDeclaredMethod(String, Class...)方法可以获取类中的指定方法
- 调用invoke(Object, Object...)可以调用对象的这个方法

演示

public static void main(String[] args) throws Exception {
 Student student = new Student();
 Class<?> clazz = Class.forName("com.qianfeng.Student");
 Method method = clazz.getMethod("method");
 method.invoke(student);
 //获取私有方法
 Method method2= clazz.getDeclaredMethod("method2");
 //取消语言检查
 method2.setAccessible(true);
 //调用对象的方法
 method2.invoke(student);
 
}

测试题
- 需求: 往一个ArrayList<Integer> 的对象中添加String类型的值

public class Refilex_Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        //创建一个集合
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        
        
        //获取这个集合对应得Class对象
        Class clazz = ArrayList.class;
        //Class clazz = list.getClass();
        
        //获取到add方法
        Method methon = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);
        
        //调用Inovke方法执行
        methon.invoke(list, 10);
        methon.invoke(list, "abc");
        
        System.out.println(list);
    }
}