注解和反射

注解和反射

1.注解（annotation）

(1).什么是注解？

1. jdk5.0引入的新技术
2. 不是程序本身，可以对程序做出解释（同comment），可以被其他程序（比如：编译器等）读取
3. 注解以：“@注释名”在代码中存在，还可以添加一些参数值，例如：@SupperWarnings(valu="unchecked").
4. 注解可以附加在package，class，method，filed上，等于给他们附加了额外的辅助信息，可以利用反射机制编程实现对这些元数据的访问。

package com.thj.annotation;// 什么是注解public class Test01 extends Object{    // @Override    重写的注解    @Override    public String toString() {        return super.toString();    }}

(2).内置注解

1. @Override:重写注解，只适用于修辞方法
2. @Deprecated:不鼓励程序员使用该方法
3. @SupperWarnings:抑制编译时的警告信息，需要参数，定义好的参数
   • "all"
   • "unchecked"
   • (value={"unchecked","deprecation"})
   • 等等......

package com.thj.annotation;import java.util.ArrayList;import java.util.List;// 什么是注解public class Test01 extends Object{    // @Override    重写的注解    @Override    public String toString() {        return super.toString();    }    // 不推荐使用的方法    @Deprecated    public void test(){        System.out.println("Deprecated");    }    @SuppressWarnings("all")    public void test02(){        List list = new ArrayList();    }        public static void main(String[] args) {        Test01 test01 = new Test01();        test01.test();    }}

(3).元注解

• 元注解负责注解其它注解，java定义了四个标志的元注解类型。
• (@Target,@Retention,@Documented,@Inherited)
  • @Target:用于描述注解的使用范围
  • @Retention:表示需要在什么级别保存该注释信息，用于描述注解的生命周期。
  • @Document:说明该注解将被包含在javadoc中
  • @Inherited:说明子类可以继承父类中的该注解

package com.thj.annotation;import java.lang.annotation.*;// 测试元注解@MyAnnotationpublic class Test02 {    @MyAnnotation    public void test(){    }}// 定义一个注解// Target 表示我们的注解可以用在那些地方。@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})// Retention表示我们注解在哪里有效// runtime>class>sources@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)// Document 表示是否把注解生成到JavaDoc中@Documented// Inherited 子类可以继承父类的注解@Inherited    @interface MyAnnotation{}

(4).自定义注解

使用@interface自定义注解时，自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口

分析：

• @interface用来声明一个注解，格式：public @interface注解名{定义内容}
• 其中的每个方法其实是声明了一个配置参数
• 方法的名称就是参数的名称
• 返回值类型就是参数的类型（只能是基本类型：Class，String，enum）
• 可以通过default来声明参数的默认值
• 如果只有一个参数成员，一般参数名为value
• 注解元素必须有值，我们定义注解，常用空字符串，0来作为默认值。

package com.thj.annotation;import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target;// 自定义注解public class Test03 {    // 注解可以显示赋值，如果没有默认解，必须给注解赋值    @MyAnnotation2(name = "thj")    public void test(){}    // value可以省略    @MyAnnotation3("thj")    public void test2(){}}@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@interface MyAnnotation2{    // 注解的参数： 参数类型+参数名()    String name() default "";    int age() default 0;    int id() default -1;    // 如果默认值为-1，代表不存在.indexof，如果找不到返回-1    String[] school() default {"信阳学院"};}@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@interface MyAnnotation3{    String value();}

反射机制

(1).概括

静态VS动态语言：

动态语言：

• 可以在运行时改变其结构的语言：例如新的函数，对象，甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或者其它结构上的改变。通俗说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构
• 主要动态语言：Object-C，C#，javascript，PHP，Python等。

静态语言：

• 运行时结构不可变的语言。java，c，c++
• Java不是动态语言，但可以称之为“准动态语言”。即Java有一定的动态性，我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活！

Java Reflection

• 反射式Java被认为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期间借助于Reflection的API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法：Class c = Class.forName("java.lang.String")
• 加载完类之后，在堆内存的（jdk1.8在元空间）方法区就产生了一个Class类型的对象（一对一），这个对象就包含了完整的类的构造信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。

Java反射的优缺点：

优点：可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性

缺点：对性能有影响。慢。

package com.thj.reflection;// 什么叫反射public class Test02 {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {        // 通过反射获取类的Class对象        Class C1 = Class.forName("com.thj.reflection.User");        System.out.println(C1);        Class C2 = Class.forName("com.thj.reflection.User");        Class C3 = Class.forName("com.thj.reflection.User");        Class C4 = Class.forName("com.thj.reflection.User");        // 一个类在内存中只有一个Class对象        // 一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在Class对象中。        System.out.println(C2.hashCode());        System.out.println(C3.hashCode());        System.out.println(C4.hashCode());    }}// 实体类:pojo/entityclass User{    private String name;    private int age;    private int id;    public User() {    }    public User(String name, int age, int id) {        this.name = name;        this.age = age;        this.id = id;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public int getId() {        return id;    }    public void setId(int id) {        this.id = id;    }    @Override    public String toString() {        return "User{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                ", id=" + id +                '}';    }}

(2).Class类

可以得到：某个类的属性，方法和构造器，某个类到底实现了那个接口。

• Class本身也是一个类
• Class对象只能由系统建立对象
• 一个加载的类在jvm中只会有一个Class实例
• 每个类的实例都会记得自己有那个Class生成
• 通过Class可以完整的得到一个类中的所有被加载的结构
• Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载，运行的类，唯有先获得相应的Class对象。

获取Class类的实例：

• 若已知具体的类，通过class属性获取：Class clazz = Person.class;
• 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取：Class clazz = person.getClass();
• 已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可以通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException：Class clazz = Class.forName("path");
• 内置基本数据类型可以直接用类名.Type
• 还可以利用ClassLoader我们之后讲解

package com.thj.reflection;// 测试类的创建方式有那些public class Test03 {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {        Person person = new Student();        System.out.println("这个人是："+person.name);        // 方式一：通过对象获得        Class c1 = person.getClass();        System.out.println(c1.hashCode());        // 方式二：通过路径获得        Class c2 = Class.forName("com.thj.reflection.Person");        System.out.println(c2.hashCode());        // 方式三，通过类名.class获得        Class c3 = Student.class;        System.out.println(c3.hashCode());        // 方式四：基本类型的包装类.Type        Class c4 = Integer.TYPE;        System.out.println(c4);        // 获得父类类型        Class c5 = c1.getSuperclass();        System.out.println(c5);    }}class Person{    public String name;    public Person(){    }    public Person(String name) {        this.name = name;    }    @Override    public String toString() {        return "Person{" +                "name='" + name + '\'' +                '}';    }}class Student extends Person{    public Student(){        this.name = "学生";    }}class Teacher extends Person {    public Teacher() {        this.name = "老师";    }}

(3).那些类型可以有Class对象

• class：外部类，成员内部类，静态内部类，局部内部类，匿名内部类
• interface：接口
• []：数组
• enum：枚举
• annotation：注解
• primitive type：基本数据类型
• void

package com.thj.reflection;import java.lang.annotation.ElementType;// 所有类型的Classpublic class Test04 {    public static void main(String[] args) {        Class c1 = Object.class; // 类        Class c2 = Comparable.class; // 接口        Class c3 = String[].class;  // 一维数组        Class c4 = int[][].class;   // 二维数组        Class c5 = Override.class;  // 注解        Class c6 = ElementType.class;   // 枚举        Class c7 = Integer.class;   // 基本数据类型        Class c8 = void.class;  // void        Class c9 = Class.class; // Class        System.out.println(c1);        System.out.println(c2);        System.out.println(c3);        System.out.println(c4);        System.out.println(c5);        System.out.println(c6);        System.out.println(c7);        System.out.println(c8);        System.out.println(c9);        // 只有元素类型和维度是相同的，就是同一个Class。    }}

(4).类内存分析

package com.thj.reflection;public class Test05 {    public static void main(String[] args) {        A a = new A();        System.out.println(a.m);        /*        1.加载到内存，产生一个类对应Class对象        2.链接，链接结束后 m=0        3.初始化：            <clinit>(){                sout;                m=300;                m=100;            }         */    }}class A{    static {        System.out.println("A类静态代码块初始化");        m = 300;    }    static int m = 100;    public A(){        System.out.println("A类的无参构造器初始化");    }}

(5).什么时候会发生类的初始化

• 类的主动引用（一定会发生类的初始化）
  • 当虚拟机启动，先初始化main方法在的类
  • new一个类的对象
  • 调用类的静态成员和静态方法
  • 使用java.lang.reflect方法进行反射调用
• 类的被动引用(不会发生类的初始化)
  • 引用常量
  • 不声明，如：子类引用父类的静态变量等
  • 通过数组定义类引用

package com.thj.reflection;// 测试类什么时候会初始化public class Test06 {    static {        System.out.println("main类被加载");    }    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {        // 主动引用        // Son son = new Son();        // 反射也会产生主动引用        // Class.forName("com.thj.reflection.Son");        // 不会产生类的引用的方法        // System.out.println(Son.b);        // Son[] array = new Son[5];        System.out.println(Son.M);    }}class Father{    static int b = 2;    static {        System.out.println("父类被加载");    }}class Son extends Father{    static {        System.out.println("子类被加载");        m = 300;    }    static int m = 100;    static final int M = 1;}

(6).类加载器的作用

• 类加载的作用：将class字节码内容加载到内存中，把静态数据换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成Class对象，作为类数据的访问入口
• 类缓存：一个类被加载到类加载器中，会维持一段时间。不过JVM可以回收这些Class对象。

package com.thj.reflection;public class Test07 {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {        // 获取系统类的加载器        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();        System.out.println(systemClassLoader);        // 获取系统类加载器的父类加载器——》扩展类加载器        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();        System.out.println(parent);        // 获取扩展类加载器的父类加载器--》根加载器（c、c++）        ClassLoader parent1 = parent.getParent();        System.out.println(parent1);        // 测试当前类是那个加载器加载的        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.thj.reflection.Test07").getClassLoader();        System.out.println(classLoader);        // 测试jdk内置的类由那个加载器加载        ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();        System.out.println(classLoader1);        // 如何获取系统类加载器可以加载的路径        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));        // 双亲委派机制            // 保证安全性，层层检测    }}

(7).创建运行时类的对象

package com.thj.reflection;import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.Method;// 获得类的信息public class Test08 {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {        Class c1 = Class.forName("com.thj.reflection.User");        // 1.获得类的名字        System.out.println(c1.getName());        System.out.println(c1.getSimpleName());        // 2.获得类的属性        // getFileds()  只能获得public属性        Field[] field = c1.getDeclaredFields(); // 找到全部的属性        for (Field field1 : field) {            System.out.println(field1);        }        // 3.获得指定属性的值        Field name = c1.getDeclaredField("name");        System.out.println(name);        System.out.println("===============================");        // 4.获得类的方法        Method[] methods = c1.getMethods(); // 获得本类和父类的所有public方法        for (Method method : methods) {            System.out.println(method);        }        Method[] declaredMethods = c1.getDeclaredMethods(); // 获得本类的所有方法        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {            System.out.println(declaredMethod);        }        // 5.获得指定方法        // 重载        Method getName = c1.getMethod("getName", null);        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);        System.out.println(getName);        System.out.println(setName);        // 6.获得指定构造器        Constructor[] constructors = c1.getConstructors(); // public        Constructor[] constructors1 = c1.getDeclaredConstructors(); // 全部        for (Constructor constructor : constructors) {            System.out.println(constructor);        }        for (Constructor constructor : constructors1) {            System.out.println(constructor);        }        // 7.获得指定的构造器        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);        System.out.println("指定："+declaredConstructor);    }}

小结：

• 在实际操作中，获得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
• 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制
• 如何获取属性，方法，构造器的名称，修饰符等等

(8).有了Class对象

• 创建类的对象：通过Class对象的newInstance()方法
  • 类必须有一个无参构造器
  • 类的构造器的访问权限需要足够
• 可以通过构造器

package com.thj.reflection;import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.lang.reflect.Method;// 动态的创建对象，通过反射public class Test09 {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {        Class c1 = Class.forName("com.thj.reflection.User");    // 获得Class对象        // 构造一个对象        // User user = (User)c1.newInstance(); // 本质上时调用了类的无参构造器        // System.out.println(user);        // 通过构造器创建对象//        Constructor Constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);//        User thj = (User) Constructor.newInstance("thj", 001, 18);//        System.out.println(thj);        // 通过反射调用方法        User user = (User)c1.newInstance();        // 通过反射获取一个方法        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);        // invoke ：激活        // (对象， “方法的值”)        setName.invoke(user,"狂神");        System.out.println(user.getName());        // 通过反射操作属性        User user1 = (User) c1.newInstance();        Field name = c1.getDeclaredField("name");        // 不能直接操作私有属性，必须关闭程序的安全检测，通过属性或者方法的setAccessible(true)。        name.setAccessible(true);        name.set(user1,"狂神2");        System.out.println(user1.getName());        /*        每个method，Filed，Constructor对象都有setAccessible()方法        作用是启动或禁用访问安全检测的开关         */    }}

(9).性能问题分析

package com.thj.reflection;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.lang.reflect.Method;// 分析性能问题public class Test10 {    // 普通方式调用    public static void test01(){        User user = new User();        long startTime = System.currentTimeMillis();        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {            user.getName();        }        long endTime = System.currentTimeMillis();        System.out.println("普通方式执行10亿次："+(endTime-startTime)+"ms");    }    // 反射方式调用    public static void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {        User user = new User();        Class c1 = user.getClass();        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);        long startTime = System.currentTimeMillis();        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {            getName.invoke(user,null);        }        long endTime = System.currentTimeMillis();        System.out.println("反射方式执行10亿次："+(endTime-startTime)+"ms");    }    // 反射方式调用，关闭检测    public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {        User user = new User();        Class c1 = user.getClass();        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);        getName.setAccessible(true);        long startTime = System.currentTimeMillis();        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {            getName.invoke(user,null);        }        long endTime = System.currentTimeMillis();        System.out.println("关闭检测，反射方式执行10亿次："+(endTime-startTime)+"ms");    }    public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {        test01();        test02();        test03();    }}

通过程序运行时间可以看到，普通方法执行之快，通过反射执行方法将速度变慢了许多，但是，关闭安全检测可以提高一些运行速度。

(10).反射操作泛型

• java采用泛型擦除的机制来引入泛型，一旦编译完成，就会把和泛型有关的内容全部擦除。
• 为了通过反射操作这些泛型，Java新增了几个类，ParameterizedType，GenericArrayType，TypeVariable和WildcardType这几个类。
• ParameterrizedType：表示一种参数化类型，比如Collection<string>
• GenericArrayType:表示一种元素类型是参数类型或者类型变量的数组类型
• TypeVariable：是各类型变量给公共父接口
• WildcardType：代表一种通配符类型表达式

package com.thj.reflection;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.ParameterizedType;import java.lang.reflect.Type;import java.util.Map;import java.util.List;// 通过反射获取泛型public class Test11 {    public void test01(Map<String,User> map, List<User> list){        System.out.println("test01");    }    public Map<String,User> test02(){        System.out.println("test02");        return null;    }    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {        Method test01 = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);        Type[] genericParameterTypes = test01.getGenericParameterTypes();        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {            System.out.println("#"+genericParameterType);            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {                    System.out.println(actualTypeArgument);                }            }        }        Method test02 = Test11.class.getMethod("test02", null);        Type genericReturnType = test02.getGenericReturnType();        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {                System.out.println(actualTypeArgument);            }        }    }}

(11).反射操作注解

• getAnnotations
• getAnnotation

注解挺重要的，尤其在框架的运用上。

package com.thj.reflection;import java.lang.annotation.*;import java.lang.reflect.Field;public class Test12 {    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {        Class c1 = Class.forName("com.thj.reflection.Student2");        // 通过反射获得注解        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();        for (Annotation annotation : annotations) {            System.out.println(annotation);        }        // 获得注解指定的值（value）         Tablethj annotation = (Tablethj)c1.getAnnotation(Tablethj.class);        String value = annotation.value();        System.out.println(value);        // 获得类指定的注解        Field name = c1.getDeclaredField("id");        Fieldthj annotation1 = name.getAnnotation(Fieldthj.class);        System.out.println(annotation1.columnName());        System.out.println(annotation1.type());        System.out.println(annotation1.length());    }}@Tablethj("db_student")class Student2{    @Fieldthj(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)    private int id;    @Fieldthj(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)    private int age;    @Fieldthj(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)    private String name;    public Student2(){    }    public Student2(int id, int age, String name) {        this.id = id;        this.age = age;        this.name = name;    }    public int getId() {        return id;    }    public void setId(int id) {        this.id = id;    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    @Override    public String toString() {        return "Student2{" +                "id=" + id +                ", age=" + age +                ", name='" + name + '\'' +                '}';    }}// 类名的注解@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@interface Tablethj{    String value();}@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)// 属性的注解@interface Fieldthj{    String columnName();    String type();    int length();}