2020-06-02--单例枚举反射

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

publicclassMyTool{

    privatestaticMyToolmyTool=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

    privateMyTool(){}

    //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

    publicstaticMyToolgetInstance(){

        //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=newMyTool();

        }


        returnmyTool;

    }


    publicStringencoding(Stringstr){


        return"";

    }

}

饿汉式

//饿汉式

publicclassMyTool2{

    privatestaticMyTool2myTool=newMyTool2();

    //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

    privateMyTool2(){}

    //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

    publicstaticMyTool2getInstance(){


        returnmyTool;

    }


    publicStringencoding(Stringstr){


        return"";

    }

}

//饿汉式

publicclassMyTool3{

    publicstaticfinalMyTool3MY_TOOL=newMyTool3();

    //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

    privateMyTool3(){}


    publicStringencoding(Stringstr){


        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)

publicclassWeek{


    publicstaticfinalWeekMON=newWeek();

    publicstaticfinalWeekTUE=newWeek();

    publicstaticfinalWeekWED=newWeek();

    publicstaticfinalWeekTHU=newWeek();

    publicstaticfinalWeekFRI=newWeek();

    publicstaticfinalWeekSAT=newWeek();

    publicstaticfinalWeekSUN=newWeek();

}

有参构造的枚举类

publicclassWeek{


    publicstaticfinalWeekMON=newWeek("星期一");

    publicstaticfinalWeekTUE=newWeek("星期二");

    publicstaticfinalWeekWED=newWeek("星期三");

    publicstaticfinalWeekTHU=newWeek("星期四");

    publicstaticfinalWeekFRI=newWeek("星期五");

    publicstaticfinalWeekSAT=newWeek("星期六");

    publicstaticfinalWeekSUN=newWeek("星期日");

    privateStringname;

    //私有化构造

    privateWeek(Stringname){

        this.name=name;

    }

    //提供getter方法,便于别人使用

    publicStringgetName() {

        returnname;

    }

}

有方法的枚举类

publicclassWeek{


    publicstaticfinalWeekMON=newWeek("星期一");

    publicstaticfinalWeekTUE=newWeek("星期二");

    publicstaticfinalWeekWED=newWeek("星期三");

    publicstaticfinalWeekTHU=newWeek("星期四");

    publicstaticfinalWeekFRI=newWeek("星期五");

    publicstaticfinalWeekSAT=newWeek("星期六");

    publicstaticfinalWeekSUN=newWeek("星期日");

    publicStringname;

    //私有化构造

    privateWeek(Stringname){

        this.name=name;

    }

    //提供getter方法,便于别人使用

    publicStringgetName() {

        returnname;

    }

    //提供特殊方法

    publicvoidshow(){

        System.out.println("今天是"+name);

    }

}

包含抽象方法的枚举类

publicabstractclassWeek{


    privatestaticfinalWeekMON=newWeek("星期一"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("星期一好难受");

        }


    };

    privatestaticfinalWeekTUE=newWeek("星期二"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("星期二晕晕乎乎");

        }


    };

    privatestaticfinalWeekWED=newWeek("星期三"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("咦,星期三了...");

        }


    };

    privatestaticfinalWeekTHU=newWeek("星期四"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("赶紧,赶紧,今天快点结束");

        }


    };

    privatestaticfinalWeekFRI=newWeek("星期五"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("哇,好棒,星期五了");

        }


    };

    privatestaticfinalWeekSAT=newWeek("星期六"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("睡的真舒服");

        }


    };

    privatestaticfinalWeekSUN=newWeek("星期日"){

        publicvoidshow(){

            System.out.println("好开心哦, 时间慢慢走哈");

        }


    };

    privateStringname;

    //私有化构造

    privateWeek(Stringname){

        this.name=name;

    }

    //提供getter方法,便于别人使用

    publicStringgetName() {

        returnname;

    }


    publicabstractvoidshow();

}

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

publicenumWeek2{

    //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") ;


    Stringname;

    //私有化构造

    privateWeek2(Stringname){

        this.name=name;

    }

    publicStringgetName() {

        returnname;

    }

}

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

publicstaticvoidmain(String[]args) {

    Week2week2=Week2.MON;

    switch(week2) {

    caseFRI:

            System.out.println("好高兴哦");

        break;

    caseMON:

        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

publicstaticvoidmain(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

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

案例演示

publicclassMyClassLoaderextendsClassLoader{

    privateStringpath;

    publicMyClassLoader(Stringpath) {

        super();

        this.path=path;

    }

    @Override

    protectedClass<?>findClass(Stringname)throwsClassNotFoundException{

        //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);

        returnclazz;

    }


    privatebyte[]getBytes(Stringpath){

        try(

            FileInputStreamfis=newFileInputStream(path);

            ByteArrayOutputStreambos=newByteArrayOutputStream();

        ) {

            byte[]bs=newbyte[1024];

            intlen;

            while((len=fis.read(bs))!=-1){

                bos.write(bs,0,len);

            }

            returnbos.toByteArray();

        }catch(Exceptione) {


        }

        returnnull;

    }

}

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{

    MyClassLoaderclassLoader=newMyClassLoader("D:\\Student.class");

    Class<?>clazz=classLoader.findClass("com.qianfeng.Student");

    //Class<?> class1 = Class.forName("com.qianfeng.Student", true, classLoader);


    Objectobj=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

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{

    Studentstudent=newStudent();

    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

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{

    Class<?>clazz=Class.forName("com.qianfeng.Student");

    Studentobject=(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

interfaceFruit{

    publicvoidsqueeze();

}

classAppleimplementsFruit{

    publicvoidsqueeze() {

        System.out.println("榨出一杯苹果汁儿");

    }

}

classOrangeimplementsFruit{

    publicvoidsqueeze() {

        System.out.println("榨出一杯桔子汁儿");

    }

}

classJuicer{

    publicvoidrun(Fruitf) {

        f.squeeze();

    }

}

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{


    //从本地读取配置文件

    BufferedReaderbr=newBufferedReader(newFileReader("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

    Fruitf=(Fruit)clazz.newInstance();      //通过字节码对象创建实例对象

    Juicerj=newJuicer();

    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

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{

    Studentstudent=newStudent();

    Class<?>clazz=Class.forName("com.qianfeng.Student");

  //获取共有的属性

    Fieldfield=clazz.getField("name");

  //获取所有的属性

    Fieldfield2=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

    Stringstr=(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

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{

    Studentstudent=newStudent();

    Class<?>clazz=Class.forName("com.qianfeng.Student");

    Methodmethod=clazz.getMethod("method");

    method.invoke(student);

    //获取私有方法

    Methodmethod2=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

十. 动态代理

定义

代理: 本来应该自己做的事情,请了别人来做,被请的人就是代理对象

动态代理:在程序运行过程中产生的这个对象,而程序运行过程中产生对象其实就是我们刚才反射讲解的内容,所以,动态代理其实就是通过反射来生成一个代理对象

代理可以使我们在不破坏源代码的情况下增加新的功能

java中动态代理的使用

在Java中java.lang.reflect包下提供了一个Proxy类和一个InvocationHandler接口,通过使用这个类和接口就可以生成动态代理对象

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

最终会调用InvocationHandler的方法

InvocationHandler Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)

演示

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{


    Studentstudent=newStudent();

    //创建Student的代理对象

    MyInterfacep=(MyInterface)Proxy.newProxyInstance(Student.class.getClassLoader(),Student.class.getInterfaces(),newInvocationHandler() {


        @Override

        publicObjectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)throwsThrowable{

            System.out.println("你好");

            method.invoke(student);

            returnnull;

        }

    });

    p.method();

}

原理

利用对象的类的字节码接口,写出一个新的类到本地区,通过编译器直接编译成.class文件,再通过类加载器加载进来

弊端: 代理的对象必须实现接口

十一. cglib

定义

非java原生的动态代理, 效率更高,限制更小

可以代理没有接口的类

使用

导包

演示

publicstaticvoidmain(String[]args) {

    //导入包  cglib-core  asm    ant    ant-launcher

    //创建运行器

    MethodInterceptormi=newMethodInterceptor() {


        @Override

        publicObjectintercept(Objectarg0,Methodarg1,Object[]arg2,MethodProxyarg3)throwsThrowable{

            System.out.println("运行前");

            arg3.invokeSuper(arg0,arg2);

            System.out.println("运行后");

            returnnull;

        }

    };

    //获取代理类

    Enhancerenhancer=newEnhancer();

    //设置父类

    enhancer.setSuperclass(Demo.class);

    //运行任务

    enhancer.setCallback(mi);

    //创建代理对象

    Demod=(Demo)enhancer.create();

    d.method();

}

总结

单例模式

模式: 针对某种问题的最优解

懒汉式, 饿汉式 , 饿汉式的变形体

如何写单例模式

私有化构造方法

提供自己创建的对象给使用者

优点 :

节省内存空间,  提升访问的速度

缺点 :

相对于静态来说, 效率还是要低一些

枚举

枚举就是多例的简写形式

枚举项的权限, 修饰符, 类型, new 省略

枚举的注意事项

类加载

就是将.class文件从硬盘上读取到内存中,变成一个java可以使用的类

类加载器

四个类加载器和他们的应用范围

根类加载器不是java代码写的

双亲委派模型

加载一个类的时候,从最底层的类加载器开始逐层上传, 一直到顶层, 整个过程要检测这个类有没有被加载过

作用 : 保持类的唯一性

反射

反射其实就是java提供的另外一种编程模式

提高了代码的兼容性, 扩展性

反射操作构造方法, 操作成员变量, 操作成员方法

作业

把今天的案例都敲一遍

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