Расскажите про классы-загрузчики и про динамическую загрузку классов

Основа работы с классами в Java — классы-загрузчики, обычные Java-объекты, предоставляющие интерфейс для поиска и создания объекта класса по его имени во время работы приложения.

В начале работы программы создается 3 основных загрузчика классов:

● базовый загрузчик (bootstrap/primordial). Загружает основные системные и внутренние классы JDK (Core API - пакеты java.* (rt.jar и i18n.jar). Важно заметить, что базовый загрузчик является «Изначальным» или «Корневым» и частью JVM, вследствие чего его нельзя создать внутри кода программы.

● загрузчик расширений (extention). Загружает различные пакеты расширений, которые располагаются в директории <JAVA_HOME>/lib/ext или другой директории, описанной в системном параметре java.ext.dirs. Это позволяет обновлять и добавлять новые расширения без необходимости модифицировать настройки используемых приложений. Загрузчик расширений реализован классом sun.misc.Launcher$ExtClassLoader.

● системный загрузчик (system/application). Загружает классы, пути к которым указаны в переменной окружения CLASSPATH или пути, которые указаны в командной строке запуска JVM после ключей -classpath или -cp. Системный загрузчик реализован классом sun.misc.Launcher$AppClassLoader.

Загрузчики классов являются иерархическими: каждый из них (кроме базового) имеет родительский загрузчик и в большинстве случаев, перед тем как попробовать загрузить класс самостоятельно, он посылает вначале запрос родительскому загрузчику загрузить указанный класс. Такое делегирование позволяет загружать классы тем загрузчиком, который находится ближе всего к базовому в иерархии делегирования. Как следствие поиск классов будет происходить в источниках в порядке их доверия: сначала в библиотеке Core API, потом в папке расширений, потом в локальных файлах CLASSPATH.

Процесс загрузки класса состоит из трех частей:

● Loading – на этой фазе происходит поиск и физическая загрузка файла класса в определенном источнике (в зависимости от загрузчика). Этот процесс определяет базовое представление класса в памяти. На этом этапе такие понятия как «методы», «поля» и т.д. пока не известны.

● Linking – процесс, который может быть разбит на 3 части:

Bytecode verification – проверка байт-кода на соответствие требованиям определенным в спецификации JVM.

Class preparation – создание и инициализация необходимых структур, используемых для представления полей, методов, реализованных интерфейсов и т.п., определенных в загружаемом классе.

Resolving – загрузка набора классов, на которые ссылается загружаемый класс.

● Initialization – вызов статических блоков инициализации и присваивание полям класса значений по умолчанию.

Динамическая загрузка классов в Java имеет ряд особенностей:

● отложенная (lazy) загрузка и связывание классов. Загрузка классов производится только при необходимости, что позволяет экономить ресурсы и распределять нагрузку.

● проверка корректности загружаемого кода (type safeness). Все действия связанные с контролем использования типов производятся только во время загрузки класса, позволяя избежать дополнительной нагрузки во время выполнения кода.

● программируемая загрузка. Пользовательский загрузчик полностью контролирует процесс получения запрошенного класса — самому ли искать байт-код и создавать класс или делегировать создание другому загрузчику. Дополнительно существует возможность выставлять различные атрибуты безопасности для загружаемых классов, позволяя таким образом работать с кодом из ненадежных источников.

● множественные пространства имен. Каждый загрузчик имеет своё пространство имён для создаваемых классов. Соответственно, классы, загруженные двумя различными загрузчиками на основе общего байт-кода, в системе будут различаться.

Существует несколько способов инициировать загрузку требуемого класса:

● явный: вызов ClassLoader.loadClass() или Class.forName() (по умолчанию используется загрузчик, создавший текущий класс, но есть возможность и явного указания загрузчика);

● неявный: когда для дальнейшей работы приложения требуется ранее не использованный класс, JVM инициирует его загрузку.

 

27. Рефлексия.

Что такое Reflection?

Рефлексия (Reflection) - это механизм получения данных о программе во время ее выполнения (runtime). В Java Reflection осуществляется с помощью Java Reflection API, состоящего из классов пакетов java.lang и java.lang.reflect.

Возможности Java Reflection API:

● Определение класса объекта;

● Получение информации о модификаторах класса, полях, методах, конструкторах и суперклассах;

● Определение интерфейсов, реализуемых классом;

● Создание экземпляра класса;

● Получение и установка значений полей объекта;

● Вызов методов объекта;

● Создание нового массива.

 

28. Контракты equals() и hashcode(). Преимущество использования числа 31 в генерации хэшкода.

Зачем нужен equals(). Чем он отличается от операции ==?

Метод equals() - определяет отношение эквивалентности объектов.

При сравнение объектов с помощью == сравнение происходит лишь между ссылками. При сравнении по переопределённому разработчиком equals() - по внутреннему состоянию объектов.

 

Какими свойствами обладает порождаемое equals() отношение эквивалентности?

● Рефлексивность: для любой ссылки на значение x, x.equals(x) вернет true;

● Симметричность: для любых ссылок на значения x и y, x.equals(y) должно вернуть true, тогда и только тогда, когда y.equals(x) возвращает true.

● Транзитивность: для любых ссылок на значения x, y и z, если x.equals(y) и y.equals(z) возвращают true, тогда и x.equals(z) вернёт true;

● Непротиворечивость: для любых ссылок на значения х и у, если несколько раз вызвать х.equals(y), постоянно будет возвращаться значение true либо постоянно будет возвращаться значение false при условии, что никакая информация, используемая при сравнении объектов, не поменялась.

Для любой ненулевой ссылки на значение х выражение х.equals(null) должно возвращать false.