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Java反射、泛型、容器

• 反射

• 一、什么是反射？
• 二、创建Class对象的三种方式

• 方法一：直接通过一个class的静态变量class获取
• 方法二：通过该实例变量提供的getClass()方法获取
• 方法三：通过静态方法Class.forName()获取
• 拓展

• 三、通过Class创建对象

• 无参构造方法
• 有参构造方法

• 四、通过反射获取属性值
• 五、创建一个反射工具类

• 泛型

• 什么是泛型？
• 泛型的基础

• 类泛型
• 方法泛型
• 派生子类
• 类型通配符

• 通配符的上限 List
• 通配符的下限 List

• 类型擦除和桥接方法

• 容器

• ArrayList

• 新增元素

• LinkedList

• 新增元素

• HashMap

• hash值的计算
• 扩容机制

• 数组下标的计算
• 链表结构变为红黑树的条件

反射是指将一个类的成员映射成相对应的java类型。
Class是反射的核心。
JVM中每个Class实例都指向一个数据类型（class或者interface）,而这个实例又包含有class的所有信息。

JVM创建的class 的实例Class具有唯一性。

创建一个实体类Person：

方法一：直接通过一个class的静态变量class获取

方法二：通过该实例变量提供的getClass()方法获取

方法三：通过静态方法Class.forName()获取

拓展

因为Class实例在JVM中是唯一的，所以，上述方法获取的Class实例是同一个实例。可以用==比较两个Class实例：

注意一下Class实例比较和instanceof的差别：

用instanceof不但匹配指定类型，还匹配指定类型的子类。而用双等于判断class实例可以精确地判断数据类型，但不能作子类型比较。
通常情况下，我们应该用instanceof判断数据类型，因为面向抽象编程的时候，我们不关心具体的子类型。只有在需要精确判断一个类型是不是某个个class的时候，我们才使用双等于判断class实例。

不考虑反射，正常场景：

考虑反射，同样也是需要靠构造方法来创建对象的。

无参构造方法

Spring组件即通过反射使用无参构造方法创建bean：

有参构造方法

Spring组件即通过反射使用有参构造方法创建bean：

成员：

• 属性Field.java
• 方法（构造函数Constructor.java、静态方法、普通方法Method.java）
• 包路径 Package.java

补充：

泛型的本质是类型参数化。
允许在定义类、接口、方法时使用类型形参，当使用时指定具体类型。
所有使用该泛型参数的地方都被统一化，保证类型一致。
如果未指定具体类型，默认是Object类型。
体系中的所有类都增加了泛型，泛型也主要用在。
泛型优点：

1. 代码简洁；
2. 程序更加健壮；
3. 编码期，可读性提高了。

类泛型

方法泛型

派生子类

定义一个接口泛型：

1. 子类明确类型

2. 子类不明确类型

类型通配符

因为通配符既没有extends，也没有super，因此：

1. 不允许调用set(T)方法并传入引用（null除外）；
2. 不允许调用T get()方法并获取T引用（只能获取Object引用）。
   换句话说，既不能读，也不能写，那只能做一些null判断。

通配符的上限 List

格式：类型名称 对象名称
意义：只能接收该类型及其子类

通配符的下限 List

格式：类型名称 对象名称
意义：只能接收该类型及其父类

对比extends和super通配符
作为方法参数，类型和类型的区别在于：

1. 允许调用读方法T get()获取T的引用，但不允许调用写方法set(T)传入T的引用（传入null除外）；
2. 允许调用写方法set(T)传入T的引用，但不允许调用读方法T get()获取T的引用（获取Object除外）。

一个是允许读不允许写，另一个是允许写不允许读。

泛型是提供给javac编译器使用的，它用于限定的输入类型，让编译器在源代码的级别上，即挡住向中插入非法数据。但编译器编译完带有泛型的java程序后，生成的class文件中将不再带有泛型信息，以此使程序运行效率不受影响，这个过程称之为“擦除”。

由于类型被擦除了，为了维持多态性，所以编译器就自动生成了桥接方法。

jvm不认识泛型，会把泛型擦除掉

ArrayList和Vector的区别是：ArrayList是线程不安全的，当多条线程访问同一个ArrayList时，程序需要手动保证该的同步性，而Vector则是线程安全的

数据结构：数组

新增元素

1. new ArrayList()时创建一个空的数组。

2. 执行add()方法时确认数组大小是否需要扩容，需要则进行扩容。

• 执行calculateCapacity方法时，默认初始化容量为10；

• grow方法执行实际的扩容操作，当添加第11个元素的时候，再次触发grow方法，此时将容量增加原来的一半整数长度；

数据结构：双向链表

新增元素

1. new LinkedList()时不进行任何操作；

2. 执行add()方法，往元素最后链接新元素；

数据结构：数组+链表+红黑树

hash值的计算

把key的hashhcode值，区分为高半区16位和低半区16位；

取异或时，相同为0，不同为1。（实则干扰的是从0位到size-16位的数据，干扰函数）

扩容机制

初始化数组大小为16、负载因子为0.75、阈值为16*0.75=12。
（hashmap中元素个数大于12，或者链表长度大于8时，需要扩容，数组长度和阈值都变为原来的两倍，resize函数中决定）

扩容时会将原来的数组元素进行重排。

数组下标的计算

计算数组下标是根据（hash值）和（数组大小-1）的按位与的值。（这就决定了int类型的0、16、···、128、······都在数组下标为0的链表中）

如map.put(0, “a0”)，那么hash值为0000，数组大小为16，则下标为(16-1)&0 = 1111&0000 = 0000 = 0;

map.put(16, “a16”)，那么hash值为10000，数组大小为16，则下标为(16-1)&16 = 1111&10000 = 0000 = 0;

链表结构变为红黑树的条件

• 链表长度大于8；
• 数组长度大于等于64（小于64时只扩展数组大小）。

为什么是8 和64？
因为链表长度小于8的时候效率比红黑树高，红黑树的插入需要旋转比较耗时；
数组大于64才转，是防止空的太多（数组上没挂链），防止浪费内存。

红黑树的性质：

• 每个节点要么是黑色，要么是红色；
• 根节点是黑色；
• 每个叶子节点（Nil）是黑色 ；
• 每个红色节点的两个子节点一定都是黑色；
• 任意一节点到每个叶子节点的路径都包含数量相同的黑色节点；