注解和反射

lucien-ma
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注解和反射

1.注解

1.1什么是注解?

注解和注释的差别在于注解可以被其他程序读取

1.2内置注解

  • @Override 定义在 java.lang.Override 中,表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法声明
  • @Deprecated 定义在 java.lang.Deprecated 中,此注解可以用于修辞方法,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 用来抑制编译时的警告信息。

1.3元注解

  1. 什么是元注解?

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,他们呗用来提供对其他 annotation 类型作说明

  1. @Target 用于描述注解的使用范围(被描述的注解可以用在什么地方)
  2. @Retention 表示需要在什么级别保存该注解信息,用于描述注解的生命周期 (SOURCE < CLASS < RUNTIME),一般直接用runtime
  3. @Document 说明该注解将被包含在 javadoc 中
  4. @Inherited 说明子类可以继承父类中的该注解

1.4自定义注解

  1. 使用 @interface 自定义注解时,自动继承了 java.lang.annotation.Annotation 接口
  2. 其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数
  3. 方法的名称就是参数的名称
  4. 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)
  5. 可以通过 default 来声明参数的默认值
  6. 如果只有一个参数成员,一般参数名为 value
  7. 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
**
 * 自定义注解
 */
public class Test02 {

    @MyAnnotation2(name = "张三")
    public void test01(){
        System.out.println("test01");
    }

    @MyAnnotation3("李四")
    public void test02(){

    }

}



//自定义注解
@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;

    String[] schools() default {"西北民大"};

}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
    /**
     * 当注解有且只有一个参数的时候
     * 可以用value,在使用的注解的时
     * 可直接@MyAnnotation("李四")使用,不用确定参数名
     * @return
     */
    String value();
}

2.反射机制

==Java是静态语言,反射让 Java 有了动态性==

2.1获取反射对象的几种方式

  1. Class.forName("全限定类名")

    Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
  2. 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()

    Class clazz = person.getClass();
  3. 已知具体的类,通过类的class属性获取

    Class clazz = Person.class;
  4. 基本内置类型的包装类都有一个Type属性

    Class clazz = Integer.TYPE;
  5. 获得父类类型

    Class c5 = c1.getSuperclass();
注意
  1. 一个类在内存中只有一个Class对象(用反射获得多个Class对象的hashcode值是一样的)
  2. 一个类被加载后,类的整个结构都会被封装在Class对象中

2.2哪些类型可以有Class对象?

  1. 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。
  2. interface:接口
  3. []:数组
  4. enum:枚举
  5. annotation:注解 @interface
  6. primitive type:基本数据类型
  7. void
  • 只要类型和纬度一样就是同一个class

  • //只有类型和纬度一样,就是同一个class
            int[] a = new int[10];
            int[] b = new int[100];
            System.out.println(a.getClass().hashCode()); //356573597
            System.out.println(b.getClass().hashCode()); //356573597

2.3类加载内存分析

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。

注解和反射

举例:

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

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的无参构造函数初始化");
    }
}

运行结果:

A类静态代码块初始化 A的无参构造函数初始化 100

分析:

/*
    1、加载到内存,会产生一个类对应class对象
    2、链接,链接结束后 m = 0
    3、初始化
        <clinit>(){
            System.out.println("A类静态代码块初始化");
            m = 300;
            m = 100;
         }
         // 所以  m = 100
*/

2.4分析类初始化

  1. 什么时候会发生类的初始化?

  2. 类的主动引用一定会发生类的初始化;类的被动引用不会发生类的初始化

  3. 类的主动引用

    1. 当虚拟机启动,先初始化 main 方法所在的类
    2. new 一个类的对象
    3. 调用类的静态成员(除 final 常量)和静态方法
    4. 使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用
    5. 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
  4. 类的被动引用

    1. 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
    2. 通过数组定义类引用,不会触发此类的初始化
    3. 引用常量不会出发此类的初始化(常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了)

2.5类加载器的作用

  1. 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
  2. 类缓存:标准的 JavaSE 类加载器可以按要求查找类,但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

注解和反射


类加载器作用是把类(class)装载进入内存的。 JVM 规范定义了如下类型的加载器。

  • ==引导类加载器==
  • ==扩展类加载器==
  • ==系统类加载器==

注意

  1. 双亲委派机制,当你定义了一个包名和系统重复时,你的不起作用

2.6获取类的运行时结构

Class 是整个反射机制的源头,跟反射相关的操作大部分是基于对 Class 对象的操作,即获取目标类的信息都是通过调用 Class 的相关方法来完成的。类的信息包括其内部的成员变量、方法、构造函数、继承的父类和实现的接口等,Class 类的常用方法如表:

方法 描述
public native boolean isInterface() 判断该类是否为接口
public native boolean isArray() 判断该类是否为数组
public boolean isAnnotaion() 判断该类是否为注解
public String getName() 获取该类的全限定类名
public ClassLoader getClassLoader() 获取类加载器
public native Class<? super T> getSuperclass() 获取该类的直接父类
public Package getPackage() 获取该类所在的包
public String getPackageName() 获取该类所在包的名称
public Class<?>[] getInterfaces() 获取该类的全部接口
public native int getModifiers() 获取该类的访问权限修饰符
public Field[] getFields() throws SecurityException 获取该类的全部公有成员变量,包括继承自父类的和自己定义的
public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException 获取该类的自己定义的成员变量
public Field getField(String name) throws NoSuchFieldException,SecurityException 通过名称获取该类的公有成员变量,包括继承自父类和自己定义的
public Field getDeclaredField(String name) throws NoSuchFieldException,SecurityException 通过名称来获取该类的自己定义成员变量
public Method[] getMethods() throws SecurityException 获取该类的全部公有方法 ,包括继承自父类的和自己定义的
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException 获取该类的自定义方法
public Method getMethod(String name,Class<?>...parameterTypes) throws NoSuchFieldException,SecurityException 通过名称和参数信息获取该类的公有方法,包括继承自父类的自己定义的
public Method getDeclaredMethdo(String name,Class<?>...parameterTypes) throws NoSuchFieldException, SecurityException 通过名称和参数信息获取该类的自定义方法
public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException 获取该类的公有构造函数
public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException 获取该类的全部构造函数
public Constructor getConstructor(Class<?>...parameterTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException 通过参数信息获取该类的公有构造函数
public Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>...paramenterTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException 通过参数信息获取该类的构造函数

2.7动态创建对象执行方法

通过反射来创建对象有两种方式

  • 使用Class对象的newInstance()方法创建对象
  • 使用Constructor对象创建对象

使用newInstance()要注意,Class对象中必须要有且可访问的无参构造方法(默认构造)。

示例一:使用Class对象的newInstance()方法

package com.itlaobing.demo.reflect;

public class ClassTest7 {

    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class<Student> cl = Student.class;//获取对象,注意声明泛型
        Student stu = cl.newInstance();//创建对象,会调用无参构造
        System.out.println(stu);
    }

}

示例二:使用Constructor对象的newInstance(args)方法

Class<Student> cl = Student.class;
//无参构造
Constructor<Student> cons = cl.getConstructor();
Student stu1 = cons.newInstance();
System.out.println(stu1);

//使用有参构造
Constructor<Student> cons1 = cl.getConstructor(String.class, double.class, String.class);
Student stu2 = cons1.newInstance("张三丰", 100.01, "男");
System.out.println(stu2);

  • newInstance方法的参数是可变参,对应我们getConstructor方法的参数

2.8获取泛型信息

Java采用泛型擦除机制来引入泛型,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数据类型转换问题,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 ParameterizedTypeGenericArrayTypeTypeVariableWildcardType 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。

  1. ParameterizedType:表示一种参数化类型,比如 Collection<String>
  2. 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
  3. TypeVariable:是各种类型变量的公共父接口
  4. WildcardType:代表一种通配符类型表达式

举例:

public class Test07 {

    public void test01(Map<String, User> map, List<Integer> list) {
        System.out.println("test01");
    }

    public Map<String, Character> test02() {
        System.out.println("test02");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        // 通过反射获取方法
        Method method = Test07.class.getDeclaredMethod("test01", Map.class, List.class);
        // 获取泛型的参数类型
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            // 判断泛型的参数类型是否是一个参数化类型
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) {
                // 强转出来,获取真实参数类型
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }

        // 通过反射获取方法
        Method method2 = Test07.class.getDeclaredMethod("test02", null);
        // 获取泛型的返回值类型
        Type genericReturnType = method2.getGenericReturnType();
        // 判断是否是参数化类型
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType) {
            // 强转出来,获取真实参数类型
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

运行结果:

class java.lang.String class cc.lucien.reflection.User class java.lang.Integer class java.lang.String class java.lang.Character

2.9获取注解信息

// 练习反射操作注解
public class Test08 {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        // 获取反射对象
        Class<Student2> clazz = Student2.class;
        // 通过反射获取注解
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }

        // 获得注解的 value 值
        TableLucien tableLucien = clazz.getAnnotation(TableLucien.class);
        String value = tableLucien.value();
        System.out.println(value);

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

@TableLucien("db_student")
class Student2{
    @FieldLucien(columnName = "db_id",type = "int", length = 5)
    private int id;
    @FieldLucien(columnName = "db_age",type = "int", length = 2)
    private int age;
    @FieldLucien(columnName = "db_name",type = "varchar", length = 10)
    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 TableLucien{
    String value();
}

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

运行结果:

@cc.lucien.reflection.TableLucien(value=db_student) db_student db_name varchar 10

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