Java 类型系统

Type

Type是Java中所有类型的父接口。

其子类和子接口如下：

Class<T>
TypeVariable<D>
ParameterizedType
GenericArrayType
WildcardType

Type 只有一个默认方法：

// 返回描述类型的字符串
default String getTypeName() {
        return toString();
}

Class<T>

Class<T> 封装了一个具体类的属性操作和反射操作，T是具体类；

Class<T> 实现了以下四个接口：

Serializable
GenericDeclaration
Type
AnnotatedElement

Serializable

并无接口方法，作为序列化标记；

GenericDeclaration

GenericDeclaration 是所有声明了类型变量的类的公用接口；

只有一个接口方法：

// 用于获取类型变量的数组
public TypeVariable<?>[] getTypeParameters();

用法如下：

val clazz = Map::class.java
val list = clazz.typeParameters
list.forEach {
    println("${it.name} ${it.bounds.map { bound-> bound.typeName }}")
}

运行结果：

K [java.lang.Object]
V [java.lang.Object]

Map类的声明如下：

public interface Map<K, out V> {
	......
}

Type

Class<T> 实现了Type 唯一的接口方法，具体实现如下：

public String getTypeName() {
        if (isArray()) {
            try {
                Class<?> cl = this;
                int dimensions = 0;
                while (cl.isArray()) {
                    dimensions++;
                    cl = cl.getComponentType();
                }
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                sb.append(cl.getName());
                for (int i = 0; i < dimensions; i++) {
                    sb.append("[]");
                }
                return sb.toString();
            } catch (Throwable e) { /*FALLTHRU*/ }
        }
        return getName();
}

对数组类型和非数组类型分别处理，具体细节按下不表；

用法如下：

val clazz = Map::class.java
println(clazz.typeName)

val array = Array<IntArray>(3){
    it -> intArrayOf(0)
}
println(array.javaClass.typeName)

结果如下：

java.util.Map
int[][]

AnnotatedElement

定义了一系列获取注解的接口方法，所有可以被注解标记的元素都应该实现这个接口；

在讲解接口方法之前需要了解各种注解的分类：

directly present

直接出现在元素上的注解；

indirectly present

被@Repeatable标记的注解，然后该注解出现在元素上；

@Target(ElementType.TYPE)  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Persons {
	Person[] value();
}

@Repeatable(Persons.class)
public @interface Person{
	String role() default "";
}

@Person(role="CEO")
@Person(role="husband")
@Person(role="father")
@Person(role="son")
public class Man {
	String name= "";
}

Person注解相对于Man就是indirectly present的，Persons相对于Man是directly present，Person是Persons的参数；

present

分为两种情况：

directly present
被@Inherited标记的注解 A，然后注解A出现在B的父类C上，则A相对与B是present的；

associated

分为三种情况：

directly present
indirectly present
第三种情况有四个小条件，注解为A，元素为E
- 注解A没有直接或者间接出现在元素E上
- 元素E 是一个类
- 注解A 被@Inherited 标记
- 注解A 和元素E的父类的关系为associated

isAnnotationPresent()

方法声明：

default boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)

指定注解是否为present状态；

getAnnotation()

方法声明：

<T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass)

如果给定的注解处于present状态，则返回注解，否则返回null；

getAnnotations()

方法声明：

Annotation[] getAnnotations();

获取所有处于present状态的注解，若无符合条件的数组，则返回大小为0的数组；

getAnnotationsByType()

方法声明：

default <T extends Annotation> T[] getAnnotationsByType(Class<T> annotationClass)

获取所有处于associated状态的注解；

getDeclaredAnnotation()

方法声明：

default <T extends Annotation> T getDeclaredAnnotation(Class<T> annotationClass)

如果给定的注解处于directly present状态，则返回注解，反则返回null；

getDeclaredAnnotationsByType()

方法声明：

default <T extends Annotation> T[] getDeclaredAnnotationsByType(Class<T> annotationClass)

如果给定的注解处于directly present或者indirectly present状态，返回注解数组；

getDeclaredAnnotations()

方法声明：

Annotation[] getDeclaredAnnotations()

获取所有处于directly present状态的注解；

具体方法讲解

toString()

public String toString() {
    return (isInterface() ? "interface " : (isPrimitive() ? "" : "class "))
            + getName();
}

描述当前Class文件，文件类型和文件的全限定名；

toGenericString()

描述当前Class文件，包括修饰符和类型变量；

forName()

静态方法，根据全限定名获取Class;

newInstance()

调用无参的构造函数，返回实例；

isInstance()

同instanceof 关键字作用相同；

isAssignableFrom()

如果给定的参数为当前Class的父类或者父接口，则返回true，否则返回false;

isInterface()

当前Class是否为接口；

isArray()

当前Class是否为数组；

isPrimitive()

当前Class是否为基础数据类型；

包括：Boolean.TYPE, Character.TYPE, Byte.TYPE, Short.TYPE, Integer.TYPE, Long.TYPE, Float.TYPE, Double.TYPE, Void.TYPE；

isAnnotation()

当前Class是否为注解；

isSynthetic()

当前Class是否为合成类；

合成类指的是在编译时引入的类，例如匿名类；

getName()

获取当前Class的名称；

分为三种情况：

Class是引用类型，则返回其全限定名；
Class是基本数据类型，则返回相应的关键字；
Class 是数组类型，规则如下

getClassLoader()

获取当前Class的类加载器；

getTypeParameters()

详见 GenericDeclaration ；

getSuperclass()

获取其父类的Class；

getGenericSuperclass()

获取其直接父类的Type；

getPackage()

获取当前Class的package；

getInterfaces()

获取当前Class所有实现的接口Class数组；

getGenericInterfaces()

获取当前Class所有直接实现的接口Type数组；

getComponentType()

如果当前Class是数组，则返回数组元素类型Class；

如果当前Class不是数组，则返回null；

getModifiers()

获取当前Class的修饰符；

getEnclosingMethod()

如果当前Class是一个函数中的匿名类，则返回该函数，否则返回null；

getEnclosingConstructor()

如果当前Class是一个构造函数中的匿名类，则返回构造函数，否则返回null；

getDeclaringClass()

如果当前Class是另一个Class B的成员变量，则返回Class B，否则返回null；

getEnclosingClass()

返回声明当前Class的外部类；

getSimpleName()

对于普通类和基本类型返回其类名；

对于匿名类返回空串；

对于数组返回"${类名}[]"；

getTypeName()

详见 Type ；

getCanonicalName()

返回其全限定名；

isAnonymousClass()

是否为匿名类；

isLocalClass()

是否为local class；

local class指的是声明在函数体内部的类；

isMemberClass()

当前Class是否为内部类；

getClasses()

获取定义在当前类内部的public类或者接口，包括来自父类的内部类和接口；

getFields()

获取当前类的所有公开字段，包括来自父类的字段；

getMethods()

获取当前类的所有公开方法，包括来自父类和父接口的公开方法；

getConstructors()

获取当前类的所有公开构造方法；

getField()

根据给定的字符串返回当前类的公开字段；

getMethod()

根据方法签名，获得当前的类的指定公开方法；

getConstructor()

根据给定参数，获取当前类的公开构造方法；

getDeclaredClasses()

获取定义在当前类内部的类或者接口，包括来自父类和父接口的任何修饰符的类；

getDeclaredFields()

获取当前类的所有字段，不包括继承自其他类的的字段；

getDeclaredMethods()

获取当前类的所有方法，不包括继承自其他类的方法；

getDeclaredConstructors()

获取当前类的所有构造方法；

getDeclaredField()

根据给定的字段名，获取字段，包括私有字段；

getDeclaredMethod()

根据方法签名，获取指定方法，包括私有方法；

getDeclaredConstructor()

根据给定参数，获取指定构造方法；

getResourceAsStream()

根据参数返回InputStream，具体实现在类加载器中；

getResource()

根据参数返回URL，具体实现在类加载器中；

getProtectionDomain()

返回ProtectionDomain，这个类封装类一些权限安全相关的代码；

isEnum()

判断是否类枚举类；

cast()

进行类型转换；

asSubclass()

如果当前类是给定类的子类，则进行类型转换；否则抛出异常；

getAnnotatedSuperclass()

获取父类的注解类型；

Class clazz = java.util.HashMap.class;        
System.out.println(
clazz.getAnnotatedSuperclass().getType().getTypeName());

结果如下：

java.util.AbstractMap<K, V>

getAnnotatedInterfaces()

获取当前类的所有父类和父接口的注解类型；

Class clazz = java.util.HashMap.class;
AnnotatedType[] typeList = clazz.getAnnotatedInterfaces();
for (AnnotatedType type : typeList) {
    System.out.println(type.getType().getTypeName());
}

结果如下：

java.util.Map<K, V>
java.lang.Cloneable
java.io.Serializable

TypeVariable

public static class GenericBean<K> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        List<K> kList;
    }

public static void main(String[] args) {

    try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("key");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("ParameterizedType: true");
            }

            if (eyType instanceof TypeVariable) {
                System.out.println("TypeVariable： true");
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

执行结果：

TypeVariable： true

getBounds()

获取该泛型的上下界；

public static class GenericBean<K> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        List<K> kList;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("key");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof TypeVariable) {
                System.out.println("TypeVariable： true");
                TypeVariable variable = (TypeVariable) eyType;
                Type[] bounds = variable.getBounds();
                for (Type bound : bounds) {
                    System.out.println(bound.getTypeName());
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

TypeVariable： true
java.lang.Object

getGenericDeclaration()

获取当前类的泛型声明；

    public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        List<K> kList;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("key");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof TypeVariable) {
                System.out.println("TypeVariable： true");
                TypeVariable variable = (TypeVariable) eyType;
                GenericDeclaration declaration = variable.getGenericDeclaration();
                TypeVariable<?>[] parameters = declaration.getTypeParameters();
                for (TypeVariable parameter : parameters) {
                    System.out.println(parameter.getName());
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

执行结果：

TypeVariable： true
K
V

可以根据泛型声明获取当前所有的泛型；

getName()

返回泛型名称；

public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        List<K> kList;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("key");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof TypeVariable) {
                System.out.println("TypeVariable： true");
                TypeVariable variable = (TypeVariable) eyType;
                System.out.println(variable.getName());
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

TypeVariable： true
K

getAnnotatedBounds()

获取上下界的注解类型；

public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        List<K> kList;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("key");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof TypeVariable) {
                System.out.println("TypeVariable： true");
                TypeVariable variable = (TypeVariable) eyType;
                AnnotatedType[] list = variable.getAnnotatedBounds();
                for (AnnotatedType type : list) {
                    System.out.println(type.getType().getTypeName());
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

TypeVariable： true
java.lang.Object

ParameterizedType

public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        List<V> kList;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("kList");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("ParameterizedType： true");
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

ParameterizedType： true

getActualTypeArguments()

获取该字段生命的所有泛型数组；

public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        Map<K,V> kMap;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("kMap");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("ParameterizedType： true");
                ParameterizedType variable = (ParameterizedType) eyType;
                Type[] list = variable.getActualTypeArguments();

                for (Type type : list) {
                    System.out.println(type.getTypeName());
                }

            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

ParameterizedType： true
K
V

getRawType()

获取参数化类型字段的原生类型；

public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        Map<K,V> kMap;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("kMap");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("ParameterizedType： true");
                ParameterizedType variable = (ParameterizedType) eyType;
                Type type = variable.getRawType();

                System.out.println(type.getTypeName());
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

ParameterizedType： true
java.util.Map

getOwnerType()

解释比较复杂，请看代码：

public class Test {

    public static class GenericBean<K, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        Map<K,V> kMap;

        MemberBean<K> bean;
    }

    public static class MemberBean<K> {

    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<String, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("bean");
            Type eyType =  fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("ParameterizedType： true");
                ParameterizedType variable = (ParameterizedType) eyType;
                Type type = variable.getOwnerType();

                if (type == null) {
                    System.out.println("type is null");
                } else {
                    System.out.println(type.getTypeName());
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行结果：

ParameterizedType： true
Test

GenericArrayType

泛型数组；

getGenericComponentType()

获取泛型名称；

public static class GenericBean<K extends InputStream, V> {
        // 类型变量
        K key;
        // 参数化类型
        Map<K, V> kMap;

        K[] kArray;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            GenericBean bean = new GenericBean<FileInputStream, String>();
            Field fk;
            fk = GenericBean.class.getDeclaredField("kArray");
            Type eyType = fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof GenericArrayType) {
                System.out.println("GenericArrayType： true");
                GenericArrayType variable = (GenericArrayType) eyType;
                Type type = variable.getGenericComponentType();
                
                System.out.println(type.getTypeName());
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

GenericArrayType： true
K

WildcardType

通配符泛型；

public static class GenericBean {
        List<? extends String> kList;
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            Field fk = GenericBean.class.getDeclaredField("kList");
            Type eyType = fk.getGenericType();

            if (eyType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("ParameterizedType： true");
                ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) eyType;
                WildcardType variable = (WildcardType) parameterizedType.getActualTypeArguments()[0];

                Type[] upperBounds = variable.getUpperBounds();
                Type[] lowerBounds = variable.getLowerBounds();

                if (upperBounds.length == 0) {
                    System.out.println("upperBounds is empty");
                } else {
                    for (Type type : upperBounds) {
                        System.out.println(type.getTypeName());
                    }
                }

                System.out.println();

                if (lowerBounds.length == 0) {
                    System.out.println("lowerBounds is empty");
                } else {
                    for (Type type : lowerBounds) {
                        System.out.println(type.getTypeName());
                    }
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

执行结果：

ParameterizedType： true
java.lang.String

lowerBounds is empty

posted @ 2021-05-23 22:11 ijkzen 阅读(125) 评论(0) 编辑收藏举报

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IJKZEN

Java 类型系统

Type

Class<T>

Serializable

GenericDeclaration

Type

AnnotatedElement

directly present

indirectly present

present

associated

isAnnotationPresent()

getAnnotation()

getAnnotations()

getAnnotationsByType()

getDeclaredAnnotation()

getDeclaredAnnotationsByType()

getDeclaredAnnotations()

具体方法讲解

toString()

toGenericString()

forName()

newInstance()

isInstance()

isAssignableFrom()

isInterface()

isArray()

isPrimitive()

isAnnotation()

isSynthetic()

getName()

getClassLoader()

getTypeParameters()

getSuperclass()

getGenericSuperclass()

getPackage()

getInterfaces()

getGenericInterfaces()

getComponentType()

getModifiers()

getEnclosingMethod()

getEnclosingConstructor()

getDeclaringClass()

getEnclosingClass()

getSimpleName()

getTypeName()

getCanonicalName()

isAnonymousClass()

isLocalClass()

isMemberClass()

getClasses()

getFields()

getMethods()

getConstructors()

getField()

getMethod()

getConstructor()

getDeclaredClasses()

getDeclaredFields()

getDeclaredMethods()

getDeclaredConstructors()

getDeclaredField()

getDeclaredMethod()

getDeclaredConstructor()

getResourceAsStream()

getResource()

getProtectionDomain()

isEnum()

cast()

asSubclass()

getAnnotatedSuperclass()

getAnnotatedInterfaces()

TypeVariable

getBounds()

getGenericDeclaration()

getName()

getAnnotatedBounds()

ParameterizedType

getActualTypeArguments()