Java 基础 12. Java 注解和反射

2022-01-23 本文已影响0人 yjtuuige

1. 注解

注解入门

Annotation 是 JDK 5 开始引入的新技术。
Annotation 的作用：
- 不是程序本身，可以对程序作出解释，这一点和注释（comment）没什么区别；
- 可以被其他程序（例如编译器）读取。
Annotation 的格式
- 注解是以 “@注释名” 在代码中存在，也可以带参数，例如：@SuppressWarnings(value="unchcked")
Annotation 在哪里使用？
- 可以附加在 package、class、method、field 上，相当于给它们添加了额外的辅助信息，还可以通过反射机制，编程实现对这些元数据的访问。

package com.xxx.annotation.demo01;

/**
 * 注解
 */
public class Test01 extends Object{
    // @Override 重写的注解
    @Override
    public String toString() {
        return super.toString();
    }
}

内置注解

@Override（重写）：定义在 java.lang.Override 中，此注释只适用于修辞方法，表示一个方法，声明重写超类中的另一个方法声明。
@Deprecated（过时）：定义在 java.lang.Deprecated 中，此注释可以用于修辞方法，属性，类，表示不鼓励程序员使用这样的元素，通常，是因为它很危险，或者存在更好的选择。
@SuppressWarnings（镇压警告）：定义在 java.lang.SuppressWarnings中，用来抑制编译时的警告信息。
- 与前两个注释有所不同，需要添加一个参数才能正确使用，这些参数都是已经定义好了的，选择性的使用就好了。
- @SuppressWarnings("all")
- @SuppressWarnings("unchecked")
- @SuppressWarnings(value={"unchecked"，"deprecation"})
- 等等……

package com.xxx.annotation.demo01;

/**
 * 注解
 */
public class Test01 extends Object {
    // Override 重写的注解
    @Override
    public String toString() {
        return super.toString();
    }

    // @Deprecated 不推荐使用，但可以使用，或者存在更好的更新方式
    @Deprecated
    public static void test() {
        System.out.println("Deprecated");
    }

    // @SuppressWarnings 镇压警告
    @SuppressWarnings("all")
    public void test01() {
        List<String> list = new ArrayList<>();
    }

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
}

元注解

元注解的作用，就是负责注解其他注解，Java 定义了 4 个标准的 meta- annotation 类型，他们被用来提供对其他 annotation 类型作说明。
这些类型和它们所支持的类，在 java.lang.annotation 包中可以找到。（@Target，@Retention，@Documented，@Inherited）
- @Target：用于描述注解的使用范围（即：被描述的注解可以用在什么地方）。
- @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。
  - (SOURCE < CLASS < RUNTIME)
- @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.xxx.annotation.demo01;

import java.lang.annotation.*;

/**
 * 元注解
 */
public class Test02 {
    public void test() {
    }
}

// 定义一个注解
// @Target 注解可以用在什么地方
// ElementType.METHOD 方法上有效  ElementType.TYPE类上有效
@Target(value = {ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})

// @Retention 在什么地方有效
// RUNTIME > CLASS > SOURCES
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)

// @Documented 表示是否将我们的注解生成在Javadoc中
@Documented

// @Inherited 子类可以继承父类的注解
@Inherited
@interface Myannotation {
}

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 }
- 其中的每一个方法，实际上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（返回值只能是基本类型：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；
- 注解元素必须要有值，我们定义注解元素时，经常使用空字符串，0 作为默认值。

package com.xxx.annotation.demo01;

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,如果没有默认值,就必须给注解赋值
    @Myannotation2(age = 20, name = "Liu")
    public void test() {
    }
    // 注解只有一个参数 value 时，使用时可省略 value
    @Myannotation3("test")
    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();

    int id() default -1;    // 如果默认为 -1，代表不存在

    String[] schools() default {"school1", "school2"};
}

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Myannotation3 {
    // 一个参数时，建议使用 value
    String value();
}

2. 反射机制

1. Java反射机制概念

静态 & 动态语言

动态语言
- 是一类在运行时，可以改变其结构的语言，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，或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时，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
- 与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言，就是静态语言。如 Java、C、C++。
- Java 不是动态语言，但 Java 可以称之为 “准动态语言”。即 Java有一定的动态性，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。

反射机制概念

Reflection（反射）是 Java 被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期，借助于 Reflection API 取得仼何类的内部信息，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，在堆內存的方法区中，就产生了一个 Class 类型的对象（一个类只有一个 Class 对象），这个对象就包含了，完整的类的结构信息。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，形象的称之为：反射。

反射机制研究与应用

Java 反射机制提供的功能
- 在运行时，判断任意一个对象所属的类；
- 在运行时，构造任意一个类的对象；
- 在运行时，判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
- 在运行时，获取泛型信息；
- 在运行时，调用任意一个对象的成员变量和方法；
- 在运行时，处理注解；
- 生成动态代理；
- ……

反射机制的优缺点

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。使用反射基本上是一种解释操作，可以告诉 JVM，希望做什么，并且满足要求。这类操作总是慢于，直接执行相同的操作。
实例：

package com.xxx.reflection;

/**
 * 反射
 */
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 通过反射获取类的 Class 对象，需要捕获异常
        Class c1 = Class.forName("com.xxx.reflection.User");
        System.out.println(c1);
        // 创建的多个对象，实际上是同一对象
        Class c2 = Class.forName("com.xxx.reflection.User");
        Class c3 = Class.forName("com.xxx.reflection.User");
        Class c4 = Class.forName("com.xxx.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
//        public native int hashCode();返回该对象的 hash 码值
//        注：哈希值是根据哈希算法算出来的一个值，这个值跟地址值有关，但不是实际地址值。
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
        System.out.println(c4.hashCode());
    }
}

// 实例类：pojo entity
class User {
    private String name;
    private int id;
    private int age;

    public User() {
    }

    public User(String name, int id, int age) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

2. 理解 Class 类并获取 Class 实例

class 类介绍

在 Object 类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承；
- public final Class getclass();
以上方法返回值的类型，是一个 Class 类，此类是 Java 反射的源头，实际上，所谓反射，从程序的运行结果来看，也很好理解，即：可以 通过对象反射求出类的名称。

对象照镜子后，可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口，对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象，包含了特定某个结构（ class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[]）的有关信息。
- 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；
- 一个 Class 对象，对应的是一个加载到 JVM 中的一个 .class 文件；
- 每个类的实例，都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成；
- 通过 Class，可以完整地得到，一个类中的所有被加载的结构；
- Class 类是 Reflection 的根源，针对任何想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的 Class 对象。
class类的常用方法

方法名	功能说明
static ClassforName(String name)	返回指定类名 name 的 Class 对象
Object newInstance()	调用缺省构造函数，返回 Class 对象的一个实例
getName()	返回此 Class 对象所表示的实体（类，接口，数组类或 void）的名称。
Class getSuperClass()	返回当前class对象的父类的class对象
Class[] getinterfaces()	获取当前 Class 对象的接口
ClassLoader getclassLoader()	返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors()	返回一个包含某些 Constructor 对象的数组
Method getMothed(String name, Class…T)	返回一个 Method 对象，此对象的形参类型为 paramType
Field[] getDeclaredFields()	返回 Field 对象的一个数组

获取 Class 类的实例

若已知具体的类，通过类的 class 属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高。
- Class clazz = Person.class;
已知某个类的实例，调用该实例的 getClass() 方法获取 Class 对象。
- Class clazz = person.getClass();
已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过 Class 类的静态方法 forName() 获取，可能抛出 ClassNotFound Exception。
- Class clazz = Class forName("demo01.Student");
内置基本数据类型，可以直接用 类名.Type。
还可以利用 ClassLoader。
实例：

package com.xxx.reflection;

/**
 * Class 类的创建方式
 */
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是：" + person.name);

        // 方式1：通过对象获得
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());
        // 方式2：forName 获得
        Class c2 = Class.forName("com.xxx.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());
        // 方式3：类名.class 获得
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());
        // 方式4：基本类型的包装类都有一个 Type 属性
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);
        // 方式5：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";
    }
}

哪些类型可以有 Class 对象

class：外部类，成员（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@interface
primitive type：基本数据类型
void
实例：

package com.xxx.reflection;

import java.lang.annotation.ElementType;

/**
 * 所有类型的 Class
 */
public class Test03 {
    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);
        // 只要元素类型与维度一样,就是同一个Class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());
    }
}

3. 类的加载与 ClassLoader

Java 内存分析

类的加载

当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤，来对该类进行初始化。

加载：将 class 文件字节码內容，加载到内存中，并将这些静态数据，转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的 java.lang.Class 对象。
链接：将 Java 类的二进制代码，合并到 JVM 的运行状态之中的过程。
- 验证：确保加载的类信息符合 JVM 规范，没有安全方面的问题。
- 准备：正式为类变量（ static）分配内存，并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
- 解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名），替换为直接引用（地址）的过程。
初始化：
- 执行类构造器 <clinit>() 方法的过程。类构造器 <clinit>() 方法，是由编译器，自动收集类中，所有类变量的赋值动作，和静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）。
- 当初始化一个类的时候，如果发现其父类，还没有进行初始化，则需要，先触发其父类的初始化。
- 虛拟机，会保证一个类的 <clinit>() 方法，在多线程环境中，被正确加锁和同步。
深刻理解类加载

package com.xxx.reflection;

/**
 * 类加载
 */
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);

        /*
        1. 加载到内存,会产生一个类对应 Class 对象
        2. 链接,连接结束后 m=0
        3. 初始化
           <clinit>(){
                System.out.println("A类静态代码块初始化");
                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类的无参构造初始化");
    }
}

什么时候会发生类初始化

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 方法所在的类；
- new 一个类的对象；
- 调用类的静态成员（除了 final 常量）和静态方法；
- 使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用；
- 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类。
类的被动引用（不会发生类的初始化）
- 当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类，才会被初始化。如：当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化；
- 通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化；
- 引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段，就存入调用类的常量池中了）。
实例：测试类的初始化

package com.xxx.reflection;

/**
 * 测试类的初始化
 */
public class Test05 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载！");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 一、会产生类的初始化（主动引用）
        // 1.创建类对象
        Son son = new Son();
        // 2.反射也会产生主动引用
        Class.forName("com.xxx.reflection.Son");

        // 二、不会产生类的引用的方法（被动引用）
        // 1.子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
        System.out.println(Son.b);
        // 2.定义数组
        Son[] array = new Son[5];
        // 3.引用常量
        System.out.println(Son.M);
    }
}

class Father {
    static final 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;
}

类加载器的作用

类加载的作用：将 class 文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据，转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个，代表这个类的 java.lang.Class 对象，作为方法区中类数据的访问入口。
类缓存：标准的 JavaSE 类加载器，可以按要求查找类，一旦某个类，被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过 JVM 垃圾回收机制，可以回收这些 Class 对象。

类加载器作用：是用来把类（class）装载进内存的。JVM 规范定义了如下类型的类的加载器。

获取系统类的加载器
- ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
获取系统类加载器的父类加载器–> 扩展类加载器 jre1.8.0_91\lib\ext
- ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
获取扩展类加载器父类加载器–> 根加载器(c/c++) jre1.8.0_91\lib\rt.jar
- ClassLoader parent1 = parent.getParent();
实例：类加载器

package github.Annotation.Demo02;
/**
 * 类加载器
 */
public class TestClassLoader1 {
    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    jre1.8.0_91\lib\ext
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);
        // 获取扩展类加载器父类加载器-->根加载器(c/c++)  jre1.8.0_91\lib\rt.jar
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);
        // 测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("github.Annotation.Demo02.TestClassLoader1").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        // 测试JDK内置的类是谁加载的
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        // 如何获得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  检测安全性 你写的类和跟加载器一样的不会用你写的类
        // java.lang.String -->往上推
        /*
        F:\java\JDK\jre\lib\charsets.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\deploy.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\localedata.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunec.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\javaws.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\jce.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\jfr.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\jfxswt.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\jsse.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\management-agent.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\plugin.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\resources.jar;
        F:\java\JDK\jre\lib\rt.jar;
        F:\java\IDEA2020.2\Study\out\production\Study;
        F:\java\JDK\jre\lib\commons-io-2.6.jar;
        F:\java\IDEA2020.2\IntelliJ IDEA 2020.2.2\lib\idea_rt.jar
         */
    }
}

4. 获取运行类的完整结构

通过反射获取运行时类的完整结构
Field、 Method、 Constructor.、 Superclass、 Interface、 Annotation
- 实现的全部接口
- 所继承的父类
- 全部的构造器
- 全部的方法
- 全部的Feld
- 注解
- ……
实例：获得类的信息

package com.xxx.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 获得类的信息
 */
public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c1 = Class.forName("com.xxx.reflection.User");
        User user = new User();
        c1 = user.getClass();

        // 获取类的名字
        System.out.println(c1.getName());   // 获得包名 + 类名
        System.out.println(c1.getSimpleName()); // 获得类名

        // 获得类的属性
        System.out.println("------------------------");
        Field[] fields = c1.getFields();    // 只能找到public属性
        fields = c1.getDeclaredFields();    // 找到全部的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

        // 获得指定属性的值
        System.out.println("------------------------");
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name);

        // 获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods(); // 获得本类及父类的全部public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods:" + method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods(); // 获得本类的所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods:" + method);
        }
        System.out.println("------------------------");
        // 获得指定的方法
        // 重载
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);
        // 获得类的构造器
        System.out.println("------------------------");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("getConstructors:" + constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("getDeclaredConstructors:" + constructor);
        }
        // 获得指定的构造器
        System.out.println("------------------------");
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定构造器" + declaredConstructor);
    }
}

在实际的操作中，取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。
如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。

5. 调用运行时类的指定结构

有 Class 对象,能做什么

创建类的对象：调用 Class 对象的 newInstance() 方法
1. 类必须有一个无参数的构造器。
2. 类的构造器的访问权限需要足够。
思考？没有无参的构造器，就不能创建对象了吗？只要在操作的时候，明确的调用类中的构造器，并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。
步骤如下：
1. 通过 class 类的 getDeclaredConstructor（ Class…， parameterTypes）取得本类的指定形参类型的构造器；
2. 向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
3. 通过 Constructor 实例化对象

方法及使用

package com.xxx.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 通过反射：动态的创建对象
 */
public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获得 Class 对象
        Class c1 = Class.forName("com.xxx.reflection.User");

        // 构造一个对象
        User user = (User) c1.newInstance();
        System.out.println(user);   // 本质上调用了类的无参构造器

        // 通过构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user1 = (User) constructor.newInstance("User1", 001, 20);
        System.out.println(user1);

        // 通过反射调用普通方法
        User user2 = (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,"方法值")
        setName.invoke(user2, "some");
        System.out.println(user2.getName());

        // 通过反射操作属性
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        // 不能直接操作私有属性,我们需要关闭程序的安全检测,属性或方法的setAccessible(true)
        // 设置安全检测
        name.setAccessible(true);
        name.set(user3, "some2");
        System.out.println(user3.getName());
    }
}

通过反射，调用类中的方法，通过 Method 类完成。
1. 通过 Class 类的 getMethod（ String name, Class… parameterTypes）方法取得一个 Method 对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2. 之后使用 Object invoke（ Object obj，Object[] args）进行调用，并向方法中传递要设置的 obj 对象的参数信息。

调用指定的方法：

Object invoke（object obj, Object. args）
- Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回 null；
- 若原方法为静态方法，此时形参 Object obj 可为 null；
- 若原方法形参列表为空，则 Object[] args为 null；
- 若原方法声明为 private，则需要在调用此 invoke() 方法前，显式调用方法对象的 setAccessible(true) 方法，将可访问 private 的方法。

setAccessible() ：安全检查

Method 和 Field、 Constructor 对象都有 setAccessible() 方法。
setAccessible 作用是：启动和禁用访问安全检查的开关。
参数值为 true，则指示反射的对象在使用时，应该取消 Java 语言访问检査。
- 提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为 true；
- 使得原本无法访问的私有成员也可以访问；
参数值为 false，则指示反射的对象，应该实施 Java 语言访问检查。

性能检测

package com.xxx.reflection;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 分析性能问题
 */
public class Test09 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        test01();
        test02();
        test03();
    }

    // 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 Exception {
        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 Exception {
        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("关闭检测执行10亿次：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }
}

6. 反射操作泛型

Java 采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java 中的泛型，仅仅是给编译器 javac 使用的，确保数据的安全性，和免去强制类型转换问题，但是，一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除。
为了通过反射操作这些类型，Java 新增了 ParameterizedType, GenericArrayType, TypeVariable 和 WildcardType 几种类型，来代表不能被归一到 Class 类中的类型，但是又和原始类型齐名的类型。
ParameterizedType：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化类型，或者类型变量的数组类型；
TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口；
WildcardType：代表一种通配符类型表达式。

package com.xxx.reflection;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * 通过反射获取泛型
 */
public class Test10 {
    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 method = Test10.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println("#" + genericParameterType);
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) {
                Type[] typeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type typeArgument : typeArguments) {
                    System.out.println(typeArgument);
                }
            }
        }
        method = Test10.class.getMethod("test02", null);
        Type returnType = method.getGenericReturnType();
        if (returnType instanceof ParameterizedType) {
            Type[] typeArguments = ((ParameterizedType) returnType).getActualTypeArguments();
            for (Type typeArgument : typeArguments) {
                System.out.println(typeArgument);
            }
        }
    }
}

7. 反射操作注解

getAnnotations
getAnnotation

package com.xxx.reflection;

import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;

/**
 * 反射操作注解
 */
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c1 = Class.forName("com.xxx.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 value 的值
        Table table = (Table) c1.getAnnotation(Table.class);
        String value = table.value();
        System.out.println(value);

        // 获得类指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("name");
        Filed annotation = f.getAnnotation(Filed.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());
    }
}

@Table("db_student")
class Student2 {
    @Filed(columnName = "db_id", type = "int", length = 10)
    private int id;
    @Filed(columnName = "db_age", type = "int", length = 10)
    private int age;
    @Filed(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 Table {
    String value();
}

// 属性注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Filed {
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

Java 基础 12. Java 注解和反射

1. 注解

2. 反射机制

1. Java反射机制概念

2. 理解 Class 类并获取 Class 实例

3. 类的加载与 ClassLoader

4. 获取运行类的完整结构

5. 调用运行时类的指定结构

6. 反射操作泛型

7. 反射操作注解

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