Class 類是在Java語(yǔ)言中定義一個(gè)特定類的實(shí)現(xiàn)。一個(gè)類的定義包含成員變量,成員方法,還有這個(gè)類實(shí)現(xiàn)的接口,以及這個(gè)類的父類。Class類的對(duì)象用于表示當(dāng)前運(yùn)行的 Java 應(yīng)用程序中的類和接口。 比如:每個(gè)數(shù)組均屬于一個(gè) Class 類對(duì)象,所有具有相同元素類型和維數(shù)的數(shù)組共享一個(gè)Class 對(duì)象;镜 Java 類型(boolean, byte, char, short, int, long, float 和 double) 和 void 類型也可表示為 Class 對(duì)象。
一,class類有什么用?
class類的實(shí)例表示java應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的類(class ans enum)或接口(interface and annotation)(每個(gè)java類運(yùn)行時(shí)都在JVM里表現(xiàn)為一個(gè)class對(duì)象,可通過類名.class,類型.getClass(),Class.forName("類名")等方法獲取class對(duì)象)。數(shù)組同樣也被映射為為class 對(duì)象的一個(gè)類,所有具有相同元素類型和維數(shù)的數(shù)組都共享該 Class 對(duì)象;绢愋蚥oolean,byte,char,short,int,long,float,double和關(guān)鍵字void同樣表現(xiàn)為 class 對(duì)象。
二,class類的特征
class類沒有公有的構(gòu)造方法,它由JVM自動(dòng)調(diào)用(在new對(duì)象或者加載-classLoader時(shí))。
下面的方法作用是打印出對(duì)象的class name:
void printClassName(Object obj) {
System.out.println("The class of " + obj +
" is " + obj.getClass().getName());
}
同樣可以根據(jù)class literal 獲得class name:
System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());//你可以將Foo改為void嘗試下。
三,class的主要方法
class類的方法還是挺多的。主要是用于得到運(yùn)行時(shí)類的相關(guān)信息(可用于反射)。
重要的幾個(gè)方法:
1, public static Class<?> forName(String className) :natice 方法,動(dòng)態(tài)加載類。非常重要。
如在sql中動(dòng)態(tài)加載驅(qū)動(dòng)程序:class.forName(sqlDriver);
2,public T newInstance() :根據(jù)對(duì)象的class新建一個(gè)對(duì)象,用于反射。非常重要。
可用在反射中構(gòu)建對(duì)象,調(diào)用對(duì)象方法:
class doubleClass= class.forName("java.lang.Double");
Object objDouble = doubleClass.newInstance();
如在javaBean中就應(yīng)用了這個(gè)方法,因?yàn)閖ava默認(rèn)要有一個(gè)無(wú)參構(gòu)造函數(shù)。
3, public ClassLoader getClassLoader() :獲得類的類加載器Bootstrap ,Extension ,System or user custom ClassLoader(一般為system classloader)。重要。
4,public String getName() :獲取類或接口的名字。記住enum為類,annotation為接口。重要
5,public native Class getSuperclass():獲取類的父類,繼承了父類則返回父類,否則返回java.lang.Object。返回Object的父類為空-null。一般
6,public java.net.URL getResource(String name) :根據(jù)字符串獲得資源。
7,其他類
public boolean isEnum() :判斷是否為枚舉類型。
public native boolean isArray() :判斷是否為數(shù)組類型。
public native boolean isPrimitive() :判斷是否為基本類型。
public boolean isAnnotation() :判斷是否為注解類型。
public Package getPackage() :反射中獲得package,如java.lang.Object 的package為java.lang。
public native int getModifiers() : 反射中獲得修飾符,如public static void等 。
public Field getField(String name):反射中獲得域成員。
public Field[] getFields() :獲得域數(shù)組成員。
public Method[] getMethods() :獲得方法。
public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes):加個(gè)Declared代表本類,繼承,父類均不包括。
public Constructor<?>[] getConstructors() :獲得所有的構(gòu)造函數(shù)。
如此我們可以知道反射可以運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)獲得類的所有信息,并新建對(duì)象(newInstance()方法)。
Class文件中包含以下信息:
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1. 通過實(shí)例來(lái)看
[+]view code
我們使用WinHex查看Sub類的.class文件:
2. 魔數(shù)
作用:確定該文件是否是虛擬機(jī)可接受的class文件。java的魔數(shù)統(tǒng)一為 0xCAFEBABE (來(lái)源于一款咖啡)。
區(qū)域:文件第0~3字節(jié)。
3. 版本號(hào)
作用:表示class文件的版本,由minorversion和majorversion組成。
區(qū)域:文件第4~7字節(jié)。
如
51代表,jdk為1.7.0
需要注意的是java版本號(hào)是從45開始的,大版本發(fā)布,主版本號(hào)+1.高版本的jdk能向下兼容以前版本的class文件,但不兼容以后版本的class文件。
4. 常量池
常量池的大小是不固定的,根據(jù)你的類中的常量的多少而定,所以在常量池的入口,放置了一個(gè)u2類型的表示常量池中常量個(gè)數(shù)的常量池容量計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器從1開始,第0位有特殊含義,表示指向常量池的索引值數(shù)據(jù)不引用任何一個(gè)常量池項(xiàng)目。池中的數(shù)據(jù)項(xiàng)就像數(shù)組一樣是通過索引訪問的。
我們可以清楚的看到,我們常量池中有63-1=62個(gè)常量。這些常量是什么呢?
要存放字面量Literal和符號(hào)引用Symbolic References。
字面量可能是文本字符串,或final的常量值。
符號(hào)引用包括以下:
類或接口全限定名 Full Qualified Name
字段名稱和描述符 Descriptor
方法名稱和描述符
我們使用反編譯工具查看一下:
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常量池中的項(xiàng)目類型如下:
CONSTANT_Utf8_info tag標(biāo)志位為1, UTF-8編碼的字符串
CONSTANT_Integer_info tag標(biāo)志位為3, 整形字面量
CONSTANT_Float_info tag標(biāo)志位為4, 浮點(diǎn)型字面量
CONSTANT_Long_info tag標(biāo)志位為5, 長(zhǎng)整形字面量
CONSTANT_Double_info tag標(biāo)志位為6, 雙精度字面量
CONSTANT_Class_info tag標(biāo)志位為7, 類或接口的符號(hào)引用
CONSTANT_String_info tag標(biāo)志位為8,字符串類型的字面量
CONSTANT_Fieldref_info tag標(biāo)志位為9, 字段的符號(hào)引用
CONSTANT_Methodref_info tag標(biāo)志位為10,類中方法的符號(hào)引用
CONSTANT_InterfaceMethodref_info tag標(biāo)志位為11, 接口中方法的符號(hào)引用
CONSTANT_NameAndType_info tag 標(biāo)志位為12,字段和方法的名稱以及類型的符號(hào)引用
5. 類或接口訪問標(biāo)志
表示類或者接口方面的訪問信息,比如Class表示的是類還是接口,是否為public、static、final等。,下面我們就來(lái)看看TestClass的訪問標(biāo)示。Class的訪問標(biāo)志值為0x0021:
根據(jù)前面說的各種訪問標(biāo)示的標(biāo)志位,我們可以知道:0x0021=0x0001|0x0020 也即ACC_PUBLIC 和 ACC_SUPER為真,其中ACC_PUBLIC大家好理解,ACC_SUPER是jdk1.2之后編譯的類都會(huì)帶有的標(biāo)志。
6. 類索引、父類索引與接口索引集合
Class文件中由這3項(xiàng)數(shù)據(jù)來(lái)確定類的繼承關(guān)系。
類索引和父類索引都是指向常量池中的常量索引:
緊接著后面是一個(gè)接口的計(jì)數(shù)器和接口描述符:
7. 字段表集合
作用:描述接口或者類中聲明的類變量以及實(shí)例變量,不包括方法中的局部變量。
緊接著接口索引集合之后的2字節(jié)是字段計(jì)數(shù)器:
表示我們類中有3個(gè)字段,這里便是subInt、subString、subObject 3個(gè)字段。緊接其后的是字段表,字段表結(jié)構(gòu)為:
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access_flags項(xiàng)的值是用于定義字段被訪問權(quán)限和基礎(chǔ)屬性的掩碼標(biāo)志。取值范圍如下表:
描述符標(biāo)識(shí)字符含義:
V 表示特殊類型void。
對(duì)于數(shù)組類型,每一個(gè)維度將使用一個(gè)前置的”["字符來(lái)描述,如一個(gè)定義的"java.lang.String[][]“類型的二維數(shù)組,將被記錄為:”[[Ljava/lang/String;",一個(gè)整型數(shù)組"int[]“將被記錄為”[I"
父類中的字段不會(huì)出現(xiàn)在子類的字段表中。
8. 方法表集合
字段表集合結(jié)束后便是方法表集合。
作用:描述該類中的方法。
和字段表一樣,使用一個(gè)u2類型的方法計(jì)數(shù)器,記錄該類中方法的個(gè)數(shù)。
表示我們的類中有9個(gè)方法。
方法表的結(jié)構(gòu)如下圖所示
其中name_index和descriptor_index表示的是方法的名稱和描述符,他們分別是指向常量池的索引。這里需要結(jié)解釋一下方法的描述符,方法的描述符的結(jié)構(gòu)為:(參數(shù)列表)返回值,比如public int instanceMethod(int param)的描述符為:(I)I,表示帶有一個(gè)int類型參數(shù)且返回值也為int類型的方法,方法java.lang.String.toString()的描述符為"()Ljava/lang/String;",int IndexOf(char[] source,int sourceOffset,int sourceCount,char[] target int targetOffset,int targetCount,int fromIndex) 表示為([CII[CII)I。接下來(lái)就是屬性數(shù)量以及屬性表了,方法表和字段表雖然都有 屬性數(shù)量和屬性表,但是他們里面所包含的屬性是不同。
如果父類方法在子類中沒有被重寫(@Override),方法表中就不會(huì)出現(xiàn)來(lái)自父類的方法信息。
9. 屬性表集合
上面的方法表中我們就看到<init>方法有一個(gè)Code的屬性。在本節(jié)我們將闡述這些屬性:
Code屬性:
該屬性里主要存放由javac編譯器處理后得到的字節(jié)碼指令。
其中attribute_name_index指向常量池中值為Code的常量,attribute_length的長(zhǎng)度表示Code屬性表的長(zhǎng)度(這里 需要注意的時(shí)候長(zhǎng)度不包括attribute_name_index和attribute_length的6個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度)。
max_stack表示最大棧深度,虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)根據(jù)這個(gè)值來(lái)分配棧幀中操作數(shù)的深度,而max_locals代表了局部變量表所需的存儲(chǔ)空間。
max_locals的單位為slot,slot是虛擬機(jī)為局部變量分配內(nèi)存的最小單元,在運(yùn)行時(shí),對(duì)于不超過32位類型的數(shù)據(jù)類型,比如 byte,char,int等占用1個(gè)slot,而double和Long這種64位的數(shù)據(jù)類型則需要分配2個(gè)slot,另外max_locals的值并不是所有局部變量所需要的內(nèi)存數(shù)量之和,因?yàn)閟lot是可以重用的,當(dāng)局部變量超過了它的作用域以后,局部變量所占用的slot就會(huì)被重用。方法參數(shù)、顯示異常處理器的參數(shù)、方法體中定義的局部變量都要使用局部變量表來(lái)存放。
code_length代表了字節(jié)碼指令的數(shù)量,而code表示的是字節(jié)碼指令,從上圖可以知道code的類型為u1,一個(gè)u1類型的取值為0x00-0xFF,對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制為0-255,目前虛擬機(jī)規(guī)范已經(jīng)定義了200多條指令。
exception_table_length以及exception_table分別代表方法對(duì)應(yīng)的異常信息。
attributes_count和attribute_info分別表示了Code屬性中的屬性數(shù)量和屬性表,從這里可以看出Class的文件結(jié)構(gòu)中,屬性表是很靈活的,它可以存在于Class文件,方法表,字段表以及Code屬性中。
修改一下Sub中的InterB方法:
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大家不妨先猜一下這個(gè)函數(shù)的結(jié)果是什么?假如在try塊中發(fā)生異常,結(jié)構(gòu)又是什么?我相信對(duì)Java語(yǔ)言熟悉的朋友,肯定知道答案。
使用反編譯工具查看:
[+]view code
從 args_size=2這條反編譯代碼,我們可以知道,在public int interB(int i)這個(gè)方法中有6個(gè)局部變量,2個(gè)參數(shù),可是我們的函數(shù)中明明只有一個(gè)參數(shù)么……這是因?yàn)榫幾g器會(huì)為每一個(gè)實(shí)例函數(shù)包括構(gòu)造器添加一個(gè)參數(shù)this,在JVM調(diào)用該方法的時(shí)候會(huì)該形參傳遞一個(gè)實(shí)參—方法所在對(duì)象的自身。
Exception table:
from to target type
2 9 14 Class java/lang/Exception
2 9 25 any
14 20 25 any
上表表頭表示,當(dāng)字節(jié)碼在form行到to行(不包括to行)出現(xiàn)類型為type的異常,則轉(zhuǎn)到第target行繼續(xù)處理。
從方法的異常表中,我們可以看到這個(gè)函數(shù)有3條執(zhí)行路徑:
這里我們插入闡述一下LineNumberTable表的含義:它表示Java源碼行號(hào)與字節(jié)碼行號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
對(duì)照上圖,我們能清晰的看出這3條路徑。
知道了該方法執(zhí)行的3條路徑,我們也就知道剛才我們的那個(gè)問題有3個(gè)答案:沒有異常是為x+i;try塊中出現(xiàn)Exception類型的錯(cuò)誤時(shí),返回-1;出現(xiàn)Exception以外的任何異常方法非正常結(jié)束,沒有返回值。
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 32 0 this Lcom/gissky/clazz/Sub;
0 32 1 i I
2 30 2 x I
15 10 3 e Ljava/lang/Exception;
LocalVariableTable表示局部變量表,描述方法中局部變量。
如果你對(duì)返回的答案能理解的話,那么我相信你也肯定知道,我們函數(shù)中只有4個(gè)參數(shù),但max_locals卻等于6。不懂的話仔細(xì)看一下Code中字節(jié)碼的執(zhí)行過程變可以理解了。
一個(gè)方法在執(zhí)行時(shí)需要多大的局部變量空間在編譯時(shí)期就知道了,方法執(zhí)行期間不會(huì)改變局部變量表的大小。
Signature 屬性:
該屬性是在JDK1.5新增的。該屬性可用于類、屬性表和方法表結(jié)構(gòu)的屬性表中。使用泛型簽名如果包含了類型變量(Type Variables)或參數(shù)化類型(Parameterized Types),則Signature 屬性會(huì)為它記錄泛型簽名信息。當(dāng)我們要泛型類中拿到泛型的實(shí)際類型的時(shí)候非常有用。
實(shí)例:
在使用Hibernate時(shí),我習(xí)慣將為Dao層封裝一個(gè)泛型基類,來(lái)放置一些通用的方法,而Hibernate有很多方法都要傳遞一個(gè)POJO的類型,然后進(jìn)行查詢,如load方法。我們構(gòu)建這樣的一個(gè)基類:
public abstract class BaseDaoImpl<T, PK extends Serializable> extends HibernateDaoSupport implements BaseDao<T, PK>
那么load中要使用的POJO類型便是T的實(shí)際類型。怎么來(lái)那倒這個(gè)屬性呢?這里邊要使用到Signature屬性了。
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這時(shí),getById中就可以直接使用了:
public T getById(PK id) {
return (T) getHibernateTemplate().load(entityClass, id);
}