注解与反射的学习

注解和反射

注解

作用：不是程序本身，可以对程序作出解释；可以被其他程序（比如：编译器）读取

元注解 meta-annotation

作用：负责注解其他注解，java 定义了 4 个标准的 meta-annotation，用来提供对其他注解类型做说明

//定义一个注解

//@Target 表示我们的注解可以用在哪些地方
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})

//@Retention 表示我们的注解什么地方还有效，描述注解的生命周期
//runtime>class>sources (整个过程，编译，源代码）
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)

//@Documented表示是否向我们的注解生产到 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 java.lang.annotation,Annotation 接口
@interface 用来声明一个注解，格式 public @interface 注解名
每一个方法实际上是声明一个配置参数
方法的名称就是参数的名称
返回值类型就是参数的类型（返回值类型只能是基本数据类型，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，参数名称可以为 value，注解内可以省略 value 直接写值
注解元素必须要有值，我们定义的时候，经常使用空字符串，0 作为默认值

//自定义注解
public class Demo2 {

    //注解没有顺序
    //注解可以显示赋值，如果没有默认值，我们就必须给注解赋值
    @MyAnnotation2(name = "JAVA")
    public void test() {
    }

    //默认 设置value，可以省略写 value
    @MyAnnotation3("C")
    public void test1() {

    }
}

@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

    String[] school() default {"清华大学"};
}


@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3 {
    String value();
}

反射 reflection

java 不是动态语言，但有一定的动态性，我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性，这样让编程更加灵活。

reflection 是 java 被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期间借助 Reflection API 取得任何类的内部信息，并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），该对象就包含完整的类的结构的信息。
正常获取对象的方式：引入需要的“包类”名称——通过 new 实例化——取得实例化对象
反射获取反射：实例化对象——getClass()方法——得到完整的“包类”名称

反射优缺点

优点：实现动态创建对象和编译，增加灵活性
缺点：对性能有影响，使用反射是基于一种解释操作，我们告诉 JVM要做什么，并满足要求，这类操作鳗鱼直接执行相同的操作

Class 类

通过反射我们可以获得很多信息，某个类的属性、方法和构造器、某个类到底是实现哪些接口。对每个类而言 JRE都为期保留一个不变的 Class 类型对象。

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
每个类实例都记得自己由那个 Class 实例所生成
通过 Class 可以完整地得到一个类中所有被加载的结构
Class 是反射根源，任何动态加载、运行的类，唯有先获得相应 Class 对象

Class 类常用方法

获取 Class 类的实例

若已知具体的类，通过类的 class 属性获取，方法最安全可靠，程序性能高
```
//方式一：通过类名.class 获得
        Class c3 = Student.class;
```
若已知某个类的实例，调用实例的 getClass()方法获取 Class 对象
```
//方式二：通过对象获得
				Class c1 = student.getClass();
```
若已知一个类全类名，且该类路径下，可通过 Class 类的静态方法 forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
```
//方式三：通过forName 获得
        Class c2 = Class.forName("com.study.reflection.Student");
```

Class 对象能做什么

 Class c1 = Class.forName("com.study.reflection.User");
        //获得类的名字
        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
        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);
        }

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

        System.out.println("========");

        //获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类机器父类的全部 public 方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("正常的" + method);
        }
        Method[] declaredMethods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类所有方法。包含 private
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("declared" + declaredMethod);
        }

        //获得指定方法
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);//第二个参数是指方法参数类型.class
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

        System.out.println("+++++++++++++++");
        //获得构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        Constructor[] declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println("#" + declaredConstructor);
        }

        //获得指定构造器
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定" + constructor);

    }

动态的创建对象，通过反射

 //获取 Class 对象
        Class c1 = Class.forName("com.study.reflection.User");

        //构造一个User对象 1.类必须有一个无参的构造器，2.类的构造器访问权限需要足够
        User user = (User) c1.newInstance();//本质上调用类的无参构造器
        System.out.println(user);

        //通过构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("李四", 001, 18);
        System.out.println(user2);

        //通过反射调用普通方法
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        //通过对象获取方法
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);

        //invoke()执行方法  参数（给那个对象，"传递方法的值"）
        setName.invoke(user3, "张三");
        System.out.println(user3.getName());

        //反射操作属性
        User user4 = (User) c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");

        //不能直接操作私有属性，需要关闭安全检测，属性或方法的setAccessible(true)
        name.setAccessible(true);//设置为 true 关闭，取消检测
        name.set(user4, "王五");
        System.out.println(user4.getName());

    }

setAccessible

作用是启动和禁用访问安全检查的开关，这样能够提高反射的效率；使得原本无法访问的私有的成员也可以访问
参数默认值为 false 则说反射的对象应该实施 java 语言安全检查

//分析性能问题
public class TestSetAccessible {
    //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("普通方式执行时间:" + (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.getMethod("getName", null);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user, null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式执行时间:" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    //反射方式调用 关闭检测setAccessible(true);
    public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();
        Method getName = c1.getMethod("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时间:" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}

反射操作泛型

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的麻烦，但是一旦编译完成，所有与泛型有关的类型全部擦除。使用泛型直接读取泛型，是读取不到的，因为反射是操作加载以后的类的。

为了通过反射操作这些类型以迎合实际开发的需要，java 新增了如下几种类型代表不能归到 Class 类的类型但是又和原始数据齐名的类型

ParameterizedType ：表示一种参数化的类型 , 比如 Collection,可以获取 String 信息
GenericArrayType：泛型数组类型
TypeVariable：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，比如? extends Number,? super Integer (Wildcard 是一个单词，就是通配符)

//通过反射获取泛型
public class Test11 {

  //参数是泛型
    public void test01(Map<String, User> map, List<User> list) {
        System.out.println("test01");
    }

  //返回值是泛型
    public Map<String, User> test02() {
        System.out.println("test02");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Method method = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        //获得泛型的参数类型
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println("获得泛型参数类型01" + genericParameterType);
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) {//判断是否属于参数化类型
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();//获得真实类型
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println("获得泛型参数类型的具体参数类型01" + actualTypeArgument);
                }
            }
        }

        method = Test11.class.getMethod("test02", null);
        //获取返回值类型
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        System.out.println("泛型的返回值类型02:" + genericReturnType);
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType) {
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println("获得泛型参数类型的具体参数类型02" + actualTypeArgument);
            }
        }
    }

}

注解和反射的使用

//练习利用注解和反射完成类和表结构的映射关系，通过注解来传递表的表头
public class Test12 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.study.Student2");
        //通过反射获得所有注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
        //获得注解的 value 的值-表名
        Table annotation = (Table) c1.getAnnotation(Table.class);
        String value = annotation.value();
        System.out.println(value);
        
        //获得类指定的属性注解
        Field name = c1.getDeclaredField("id");//获取属性
        //获取属性注解
        FieldTo f = name.getAnnotation(FieldTo.class);
        //获取属性注解对象内的值
        System.out.println(f.columnName());
        System.out.println(f.type());
        System.out.println(f.length());

    }
}

@Table("db_student")
class Student2 {
    @FieldTo(columnName = "db_id", type = "int", length = 10)
    private int id;

    @FieldTo(columnName = "db_age", type = "int", length = 10)
    private int age;

    @FieldTo(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 + '\'' +
                '}';
    }
}

//创建类名注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
//作用在类上
@interface Table {
    String value();
}

//属性的注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
@interface FieldTo {
    String columnName();

    String type();

    int length();
}

posted @ 2021-03-01 11:07 笑忘舒阅读(89) 评论(0) 编辑收藏举报

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