注解与反射

一注解 Annotation

Annotation的作用
不是程序本身,可以对程序作出解释；
可以被其他程序(比如:编译器等)读取
Annotation的格式
注解是以"@注释名"在代码中存在的,还可以添加一些参数值,例如:@SuppressWarnings(value=“unchecked”).
Annotation在哪里使用
可以附加在package , class , method , field等上面
可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问

1. 内置注解

共有 7 个，3 个在 java.lang 中，剩下 4 个在 java.lang.annotation 中

@Override
@Deprecated
@SuppressWarnings：用来抑制编译时的警告信息
第三个需要添加参数：
@SuppressWarings(“all”)；
@SuppresSWarnings(“unchecked”)；
@SuppressWarnings(value={“unchecked” ,“deprecation”})

2. 元注解：负责注解其他注解

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

//测试元注解
@MyAnnotation
public class Test02_meta_anno {

    @MyAnnotation
    public void test(){
    }
}

//定义一个注解
//Target：表示我们的注解可以用在那些地方
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})//在方法上和类上使用

//Retention：表示我们的注解在什么地方有效
//Runtime>class>source
@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{
}

3. 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

@ interface用来声明一个注解,格式: public @ interface注解名
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.

//自定义注解
public class Test {
    //注解可以显示赋值，如果没有默认值，必须赋值
    @MyAnnotation(name = "qichao",age = 18,company = {"Tencent","mi"})
    public void test(){

    }
}


@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation{
    //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[] company() default {"Tencent","alibaba"};
}

二反射机制 Reflection

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。

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)，这个对象就包含了完整的类的结构信息

1. Java反射机制

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

Java反射优点和缺点

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，我们可以告诉JVM,我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作。

反射相关的API

java.lang.Class ：代表一个类
java.lang.reflect.Method ：代表类的方法
java.reflect.Field ：代表类的成员变量
java.lang.reflect.Constructor ：代表类的构造器

//什么是反射
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //通过反射获取类的Class对象
        Class c1 = Class.forName("ReflectionTest.User");
        System.out.println(c1);

        //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
        Class c2 = Class.forName("ReflectionTest.User");
        Class c3 = Class.forName("ReflectionTest.User");
        System.out.println(c1.hashCode());  //381259350
        System.out.println(c2.hashCode());  //381259350
        System.out.println(c3.hashCode());  //381259350

    }
}

class User {
    private String name;
    private int age;
    private int id;

    public User() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

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

2. 理解Class类并获取Class实例

2.1 Class类

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
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，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象

2.2 Class类的常用方法

2.3 测试class类的创建方式

a) 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 cl = Person.class;

b) 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

Class c2 = person.getClass();

c) 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

Class c3 = Class.forName("ReflectionTest.Student");

d) 内置基本数据类型可以直接用类名.Type

Class c4 = Integer.TYPE;

e) 还可以利用ClassLoader我们之后讲解

//测试class类的创建方式有哪些
public class Test03 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是："+person.name);

        //方式一：通过对象获得
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());   //2129789493

        //方式二：forname获得
        Class c2 = Class.forName("ReflectionTest.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());   //2129789493

        //方式三：通过类名.class获得
        Class c3 = Student.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";
    }
}

2.3 那些类型可以有Class对象

//所以类型的Class
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class;//类            class java.lang.Object
        Class c2 = Comparable.class;//接口      interface java.lang.Comparable
        Class c3 = String[].class;//一维数组    class [Ljava.lang.String;
        Class c4 = int[][].class;//二维数组     class [[I
        Class c5 = Override.class;//注解        interface java.lang.Override
        Class c6 = ElementType.class;//枚举     class java.lang.annotation.ElementType
        Class c7 = Integer.class;//基本数据类型 class java.lang.Integer
        Class c8 = void.class;//void           void
        Class c9 = Class.class;//Class本身     class java.lang.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);

        //只有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());//381259350
        System.out.println(b.getClass().hashCode());//381259350
    }
}

2.4 java内存分析

/*
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;
        }
*/
public class Test05  {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);
    }
/*
输出结果：
A类静态代码块初始化
A类的无参构造初始化
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");
    }
}

3. 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)

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

public class Test06 {
    static {
        System.out.println("main 类被加载");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1、主动引用
        //Son son = new Son();

        //2、通过反射产生主动引用
        Class.forName("ReflectionTest.Son"); //输出：main 类被加载 父类被初始化 子类被加载
        
        //不会产生类的引用
        System.out.println(Son.b);  //main 类被加载 父类被初始化 2
        Son[] array = new Son[5];   //main 类被加载
        System.out.println(Son.M);   //main 类被加载  1
    }
}
class Father{

    static  int  b = 2;
    static {
        System.out.println("父类被初始化");
    }
}
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m = 300;
    }
    static int m = 100;
    static final int M = 1;
}

4. 类加载器

类加载器的作用:
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

public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //获取系统的类加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2f0e140b

        //获取系统加载器的父类加载器--->扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@16b98e56

        //获取扩展类加载器的父类加载器-->根加载器（用C/C++写的)  获取不到
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);//null

        //测试当前类是哪个类加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("ReflectionTest.Test07").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2f0e140b

        //测试JDK内部类谁加载的--->是由根加载器加载的，所以打印不出来
        ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1);//null

        //获取系统类加载器可以加载的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
    }
}

5. 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Field
注解

//获得类的信息
public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {

        Class c1 = Class.forName("ReflectionTest.User");
        //User user = new User();
        //c1 = user.getClass();

        //获得类的名字
        System.out.println(c1.getName());
        System.out.println(c1.getSimpleName());

        //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
        System.out.println("=================================");
        Method[] methods = c1.getMethods(); //获得本类及其父类public
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("正常的:"+method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();  //获得本类所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods:"+method);
        }

        //获得指定方法,重载，所以要添加参数
        System.out.println("=================================");
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        System.out.println(getName);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(setName);

        //5、获取指定的构造器
        System.out.println("=================================");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//获取public
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("c1.getConstructors():"+constructor);
        }
        Constructor[] constructors1 = c1.getDeclaredConstructors();//获取所有的构造器
        for (Constructor constructor : constructors1) {
            System.out.println("c1.getDeclaredConstructors():"+constructor);
        }

        //获取指定的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class,int.class);
        System.out.println("获取指定的构造器"+declaredConstructor);
    }
}

6. 创建运行时类的对象

6.1 创建类的对象

调用Class对象的newInstance()方法

类必须有一个无参数的构造器。
类的构造器的访问权限需要足够
思考?
难道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。

通过Class类的getDeclaredConstructor(Class ... parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
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。
通过Constructor实例化对象

6.2 调用指定的方法

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。
通过Class类的getMethod(String name,Clas..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。
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

6.3 setAccessible()

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语言访问检查。
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

6.4 代码测试

//通过反射，动态创建对象
public class Test09 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("ReflectionTest.User");

        //构造一个对象
        //User user = (User) c1.newInstance();//本质是调用类的无参构造
        //System.out.println(user);

        //1.通过构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("祁超", 23, 001);
        System.out.println(user2);

        //2、通过反射调用普通方法
        //invoke：激活 、唤醒
        // 参数（对象，“方法的值”）
        System.out.println("=============================================");
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        setName.invoke(user3,"qichao");
        System.out.println(user3.getName());

        //3、通过反射操作属性
        System.out.println("=============================================");
        User user4 = (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监测，通过：name.setAccessible(true);
        name.setAccessible(true);
        name.set(user4,"qichao");
        System.out.println(user4.getName());//qichao

    }
}

6.5 性能测试

public class Test10 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();   //普通方式执行10亿次需要：4ms
        test02();   //反射方式调用执行10亿次需要：6ms
        test03();   //反射方式调用，关闭安全监测调用执行10亿次需要：5ms

    }
    //普通方法调用
    public static void test01(){
        User user = new User();
        long start_time = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            user.getName();

        }
        long end_time = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通方式执行10亿次需要："+(end_time-start_time)+"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);
        getName.invoke(user,null);
        long start_time = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            user.getName();

        }
        long end_time = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式调用执行10亿次需要："+(end_time-start_time)+"ms");
    }


    //反射方式调用，关闭安全监测
    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);
        getName.invoke(user,null);
        long start_time = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            user.getName();

        }
        long end_time = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式调用，关闭安全监测调用执行10亿次需要："+(end_time-start_time)+"ms");
    }
}

7. 获取泛型信息

//通过反射获取泛型信息
public class Test11 {
    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 = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);

        //getGenericParameterTypes():获得泛型的参数类型
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();

        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println(genericParameterType);//Java.JavaBase.Collections.HashMapTest.Map<java.lang.String, kuangshen.reflection.User>
            // 判断genericParameterType是否等于ParameterizedType（结构化参数类型）
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
                //getActualTypeArguments()：获得真实的参数信息
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }

        System.out.println("===============test02====================");
        method = Test11.class.getMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            //getActualTypeArguments()：获得真实的参数信息
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

8. 获取注解信息

//练习反射操作注解
public class Test12 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("ReflectionTest.Students");

        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);   //@ReflectionTest.Table("db_students")
        }

        //获得注解的value值
        Table table = (Table)c1.getAnnotation(Table.class);
        System.out.println(table.value());    //db_students

        //获得类指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("name");
        Filed annotation = f.getAnnotation(Filed.class);
        System.out.println(annotation.columnName());//db_name
        System.out.println(annotation.type());      //varchar
        System.out.println(annotation.length());    //3
    }
}

@Table("db_students")
class Students{

    @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 Students() {
    }

    public Students(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 "Students{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table{
    String value();
}

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

了解什么是ORM?
-Object relationship Mapping -->对象关系映射

类和表结构对应
属性和字段对应
对象和记录对应

posted @ 2021-06-11 14:23 qi_chao 阅读(48) 评论(0) 编辑收藏举报

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qi_chao

往事随风，一往无前

注解与反射

一注解 Annotation

1. 内置注解

2. 元注解：负责注解其他注解

3. 自定义注解

二反射机制 Reflection

1. Java反射机制

2. 理解Class类并获取Class实例

2.1 Class类

2.2 Class类的常用方法

2.3 测试class类的创建方式

2.3 那些类型可以有Class对象

2.4 java内存分析

3. 类初始化

4. 类加载器

5. 获取运行时类的完整结构

6. 创建运行时类的对象

6.1 创建类的对象

6.2 调用指定的方法

6.3 setAccessible()

6.4 代码测试

6.5 性能测试

7. 获取泛型信息

8. 获取注解信息

公告

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注解与反射

一 注解 Annotation

1. 内置注解

2. 元注解：负责注解其他注解

3. 自定义注解

二 反射机制 Reflection

1. Java反射机制

2. 理解Class类并获取Class实例

2.1 Class类

2.2 Class类的常用方法

2.3 测试class类的创建方式

2.3 那些类型可以有Class对象

2.4 java内存分析

3. 类初始化

4. 类加载器

5. 获取运行时类的完整结构

6. 创建运行时类的对象

6.1 创建类的对象

6.2 调用指定的方法

6.3 setAccessible()

6.4 代码测试

6.5 性能测试

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一注解 Annotation

二反射机制 Reflection