注解（Java.Annotation）与反射(Java.Reflection)机制
一、注解入门
Annotation的作用：
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不是程序本身，可以对程序作出解释（这样一点和注释（comment）没什么区别）
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可以被其它程序（比如：编译器等）读取
Annotation的格式：
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注解以“@注释名”在代码中存在的，例如：@Mapper、@Data
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还能添加一些参数，例如：@SuppressWarnings（value="unchecked"）
Annotation在哪里使用：
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可以附加在package，class，method，field等上面，相当于给他们添加了额外的辅助信息
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可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问
二、内置注解
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@Override：定义在java.lang.Override中，此注解只适用于修辞手法，表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法
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@Deprecated：定义在java.lang.Deprecated中，此注解用于修饰方法、属性、类，表示不鼓励程序员使用，因为它很危险或者有更好的选择
public class TestAnnotation extends Object{
//@Override 重新的注解
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@SuppressWarnings:定义在java.lang.SuppressWarning中，用来抑制编译时的警告信息，此注解需要添加参数
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@SuppressWarnings("all")
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@SuppressWarnings("unchecked")
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@SuppressWarnings("value = {"unchecked","deprecation"}")
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...
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三、元注解
定义：作用是负责注解其它注解，java定义了4个标准的 meta-annotion类型，他们被用来提供对其它annotation类型作说明。这些类型和他们支持的类在java.lang.annotation包中可以找到（@Target，@Retention，@Document，@Inherited）
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@Target：用于描述注解的使用范围
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@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，一般使用RUNTIME，时间范围最广
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SOURSE(底层资源文件时) < CLASS（加载时） < RUNTIME（运行时）
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Document：说明该注解将被包含在javadoc中
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Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解
四、自定义注解
@interface ：使用 @interface 进行自定义注解时，自动继承了 java.lang.annotation.Annotation 接口
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@interface用来声明一个注解，格式：public（可以省略） @interface 注解名 { 定义内容 }
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其中的每一个方法实际上是声明了一个参数配置，这就是为什么注解能替代xml文件的原因
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方法的名称就是参数的名称
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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）
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可以通过default来声明参数的默认值
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如果只有一个参数成员，一般参数名为value
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注解元素必须要有值，我们定义注解元素时，经常使用空字符串或者0作为默认值
使用元注解和@interface自定义注解
反射机制（Java.Reflection）
一、Java反射机制概述
1.1、什么是静态语言和动态语言
动态语言：
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在运行时能改变其结构的语言：比如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其它结构变化。也就是说在运行时，代码可以根据某些条件来改变自身的结构。
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主要动态语言：Object-C、C#、javaScript、PHP、Python等
静态语言：
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与动态代码相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。
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主要静态语言：java、C、C++
准动态语言：
java不是动态语言，但java可以称为“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取类似动态言语的特性。java的动态性让编程的时候更加灵活
1.2、java的反射机制
作用：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借助于Reflection API 获取任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
例如：Class c = Class.forName("java.lang.String")
定义：加载完类之后，在堆内存的方法区中产生了一个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。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象像一面镜子，透过对象看到类的结构。所以称其为反射。
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正常程序：引入需要的包类名称 ------》 通过new实例化对象 --------》 取得实例化对象
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反射方式：实例化对象 --------》 getClass（）方法 ---------》得到完整的包类名称
功能：
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在运行时判断任意一个对象所属的类
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在运行时构造任意一个类的对象
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在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
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在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
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在运行时处理注解
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生成动态代理
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...
优缺点：
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优点：
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可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性
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缺点：
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对性能有影响。反射基本上属于解释操作，这类操作总是慢于直接执行相同的操作
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1.3、反射相关的API
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java.lang.Class：代表一个类
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java.lang.reflect.Method：代表类的方法
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java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造器
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...
二、理解Class类并获取Class实例
2.1、Class类
在Object类中定义了以下的方法，此方法被所有的子类对象继承：
public final Class getClass()
以上的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。
Class类的定义：反射后得到的信息：某个类的属性、方法、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。
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Class本身就是一个类
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Class对象只能由系统建立对象
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一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
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一个Class对象对应的是一个加载到JVM的一个.class文件
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每个类的实例都会记得自己由哪个Class实例所生成
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通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
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Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获取相应的Class对象
2.2、Class类的常用方法：
2.3、获取Class类的实例：
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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
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Class clazz = Person.class;
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已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
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Class clazz = person.getClass();
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已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
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Class clazz = Class.forName("demo1.Student");
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内置基本数据类型可以直接用类名：Type
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还可以利用ClassLoader我们之后讲解
public class TestReflection {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Person();
//方式一：通过对象获取
Class c1 = person.getClass();
System.out.println(c1.hashCode());
//方式二：通过全类名和forName获取
Class c2 = Class.forName("reflection.Person");
System.out.println(c2.hashCode());
//方式三：通过类名.class
Class c3 = Person.class;
System.out.println(c3.hashCode());
//方式四：基本内置类型的包装类都有一个Type属性
Class c4 = Integer.TYPE;
System.out.println(c4);
//获取父类
Student stu = new Student();
Class c5 = stu.getClass();
Class c6 = c5.getSuperclass(); //获取父类的全类名
System.out.println(c6);
}
}
/*
显示结果：
856419764
856419764
856419764
int
class reflection.Person
*/
class Person{}
class Student extends Person{}
2.4、哪些类型可以有Class对象
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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
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interface：接口
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[]：数组
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enum：枚举
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annotation：注解@interface
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primitive type：基本数据类型
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void
三、类的加载与运行时类的对象
3.1、Java内存分析
1）堆
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存放new对象和数组
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可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
2）栈
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存放基本变量类型（会包含这个基本类型的具体数值）
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引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
3）方法区
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可以被所有的线程共享
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包含了所有的class和static变量
3.2、类的加载过程（类的初始化过程）
当程序主动加载使用某个类时，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。
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类的加载：
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将类的class文件读入到内存，并创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器（ClassLoader）完成。
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类的链接：
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将类的二进制数据合并到 JRE 中
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类的初始化
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JVM负责对类进行初始化
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3.3、类的加载
加载：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 的运行之中的状态
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验证：确保加载的类符合 JVM 规范，没有安全方面问题
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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
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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：
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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）。
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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。
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虚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。
public class Testgc {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);
}
}
class A{
static{
System.out.println("A类静态代码块被加载");
m = 300;
}
static int m = 100;
public A(){
System.out.println("A类无参构造初始化");
}
}
/*
显示结果：
A类静态代码块被加载
A类无参构造初始化
100
*/
加载过程(结合下图观看)：
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加载到内存，会产生一个类对应class对象
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链接，链接结束后m=0
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初始化
<clinit>(){
System.out.println("A类静态代码块被加载");m = 300;
m=100; (静态资源按顺序加载)
}
图解：
3.4、什么时候发生初始化
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类的主动引用（一定会发生初始化）
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当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
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new一个类的对象
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调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
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使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用
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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
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类的被动引用（不会发生初始化）
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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
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通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
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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）
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3.5、ClassLoader的理解
类加载的作用：类加载器的作用就是将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 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，但一旦某个类被加载到类的加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以收回这些Class对象
类加载器分类：
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引导类加载器（Bootstap ClassLoader）：用C++编写，是JVM自带的类加载器，负责java平台核心库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取。
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拓展类加载器（Extension ClassLoader）：负责 jre/lib/ext 目录下的 jar 包或-D java.ext.dirs 指定目录下的 jar 包装入工作库。
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系统类加载类（System Classloader）：负责 java -classpath 或 -D java.class.path 所指的目录下的类与 jar 包装入工作，是最常用的加载器
public class ClassLoaderTest {
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);
//测试当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("reflection.ClassLoaderTest").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);
}
}
/*
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@330bedb4
null(根加载器无法直接获取)
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2 （说明我们自己写的类是系统类加载器加载的）
null（说明JDK内置的类是根加载器加载的）
*/
//如何获取系统类加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperties()); //感觉有点问题。。。。
四、获取运行时类的完整结构
通过反射获取运行时类的完整结构：
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实现了的全部接口：Interface
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所继承的父类：Superclass
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全部的构造器：Construction
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全部的方法：Method
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全部的Field：Field
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注解：Annotation
public class GetClassMessage {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Student s = new Student();
Class c1 = s.getClass();
//获取类的名字
System.out.println(c1.getName()); //获取包名 + 类名
System.out.println(c1.getSimpleName()); //获取类名
//获取类的属性
Field[] fields = c1.getFields(); //只能获取public属性
for (Field field:fields) {
System.out.println("公共属性：" + field);
}
fields = c1.getDeclaredFields();//获取全部属性
for (Field field:fields) {
System.out.println("私有属性" + field);
}
//获取指定属性的值，只能获取公共的
Field name = c1.getDeclaredField("sex");
//获取类的方法
Method[] methods = c1.getMethods();
for (Method method:methods) {
System.out.println("公共方法（public）：" + method);
}
//实测和属性有点不同，获取的是私有属性
methods = c1.getDeclaredMethods();
for (Method method:methods) {
System.out.println("私有方法（private）：" + method);
}
//获取指定方法，只能获取公共的
Method run = c1.getMethod("jump", String.class); //传入形参
System.out.println(run);
//获取指定的构造器
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor con:constructors) {
System.out.println(con);
}
//获取指定构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class);//传入形参
System.out.println(declaredConstructor);
}
}
了解 java.lang.reflect 包的作用,下面的是上面程序引用的类，都是这个类的：
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
五、创建运行时类的对象
六、调用运行时类的指定结构
