Day38注解和反射
2022-09-04 23:07 rebirthhhh 阅读(15) 评论(0) 编辑 收藏 举报注解
Annotation的作用：
不是程序本身，可以对程序作出解释(这一点和注释(comment)没什么区别)。
可以被其他程序(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：@Suppress Warnings(value="unchecked").
Annotation在哪里使用？
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，我们可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问。
内置注解
@Override：定义在java.lang.Override中，此注释只适用于修辞方法，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，可用于修辞方法，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存在更好的选择
@SuppressWarnings：定义在ava.lang.SuppressWarnings中，用来抑制编译时的警告信息，与前两个注释有所不同，你需要添加一个参数才能正确使用，这些参数都是已经定义好了的。
package annotation;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//什么是注解
public class Test01 extends Object {
@Override //重写的注解
public String toString() {
return super.toString();
}
@Deprecated
//Deprecated 不推荐程序员使用，但是可以使用，或者存在更好的方式
public static void test(){
System.out.println("Deprecated");
}
@SuppressWarnings("all") //镇压警告
public void test02(){
List list = new ArrayList();
}
public static void main(String[] args) {
test();
}
}
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，它们被用来提供对其他annotation类型作说明。
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:用于描述注解的适用范围(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)
@Documented: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
package annotation;
import java.lang.annotation.*;
//测试元注解
public class Test02 {
@MyAnnotation
public void test(){
}
}
//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 表示我们的注解在什么地方还有效
//runtime>class>sources
@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{
}
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
package annotation;
import com.sun.deploy.security.ValidationState;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
//子定义注解
public class Test03 {
//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()
public void test(){
}
@MyAnnotation3("秦疆")
public void test2(){}
}
@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，表示不存在。
String[] schools() default {"西部开源","清华大学"};
}
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
String value();
}
反射
Java 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，并能直接操作任何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。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就行一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射
正常方式：引入需要的"包类"名称---通过new实例化---取得实例化对象
反射方式：实例化对象---getClass()方法---得到完整的"包类"名称
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
生成生态代理
反射的优点：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
反射的主要API：
java.lang.Class 代表一个类
java.lang.reflect.Method 代表类的方法
java.lang.reflect.Field 代表类的成员变量
java.lang.reflect.Constructor 代表类的构造器
获得反射对象
在Object类中定义了一下的方法，此方法将被所有子类继承
public final Class getClass()
以上的方法返回值类型是一个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。
package reflection;
//什么叫反射
public class Test01 extends Object {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//通过反射获取类的class对象
Class c1 = Class.forName("reflection.User");
System.out.println(c1);
Class c2 = Class.forName("reflection.User");
Class c3 = Class.forName("reflection.User");
Class c4 = Class.forName("reflection.User");
//一个类在内存中只有一个Class对象
//一个类被夹在后，类的整个结构都会被封装在Class对象中
System.out.println(c2.hashCode()); //如果hashCode一样，就说明他们是同一个类
System.out.println(c3.hashCode());
System.out.println(c4.hashCode());
}
}
//实体类:pojo,entity
class User{
private String name;
private int id;
private int age;
public User() { //无参构造
}
public User(String name, int id, int age) { //有参构造
this.name = name;
this.id = id;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
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;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", id=" + id +
", age=" + age +
'}';
}
}
得到Class类的几种方式
1.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 clazz = Person.class;
2.已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
Class clazz = person.getClass();
3.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，可能跑出ClassNotFoundException
Class clazz = Class.forName("demo01.Student");
5.内置基本数据类型可以直接用类名.Type
6.还可以利用ClassLoader
package reflection;
//测试class类的创建方式有哪些
public class Test02 {
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());
//方式二：forname获得
Class c2 = Class.forName("reflection.Student");
System.out.println(c2.hashCode());
//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类
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";
}
}
Class类
对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、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。
- 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对象对于的是一个加载到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实例所生成的
- 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
所有类型的Class对象
哪些类型可以有Class对象？
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。
interface：接口
[]：数组
enum：枚举
annotation：注解@interface
primitive type：基本数据类型
void
package reflection;
import java.lang.annotation.ElementType;
//所有类型的class
public class Test03 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class; //类
Class c2 = Comparable.class; //接口
Class c3 = String[].class; //一位数组
Class c4 = int[][].class; //二维数组
Class c5 = Override.class; //注解
Class c6 = ElementType.class; //枚举类型
Class c7 = Integer.class; //基本数据类型
Class c8 = void.class; //void
Class c9 = Class.class; //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);
//只要元素类型与唯独一样，就是同一个Class.
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
Java内存分析
Java内存分为：堆、栈、方法区。
堆：存放new的对象和数组，可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
栈：存放基本变量内型（包含这个内型的具体数值）、引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
方法区(特殊的堆)：可以被所有的线程共享，包含了所有的class和static变量
package reflection;
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);//100
/*
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;
}
*/
}
}
class A{
static {
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m = 300;
}
static int m = 100;
public A() { //无参构造器
System.out.println("A类的无参构造初始化");
}
}
分解类初始化
什么时候会发生类初始化？
类的主动引用(一定会发生类的初始化)
1.当虚拟机启动，先初始化main方法所在类
2.new一个类的对象
3.调用类的静态成员（除了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
类的被动引用（不会发生类的初始化）
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，不会出发此类的初始化
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）
package reflection;
//测试类什么时候会初始化
public class Test05 {
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();
//反射也会产生主动引用
//Class.forName("reflection.Son");
//不会产生类的引用的方法
//System.out.println(son.b);
//Son[] array = new Son[5];
System.out.println(Son.M);
}
}
class Father{
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class Son extends Father{
static {
System.out.println("子类被加载");
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
获取类的运行时结构
通过反射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，。。。
Method：方法
Field：字段
Constructor：构造器
package reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
//获取类的信息
public class Test06 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("reflection.User");
//User user = new User();
//c1 = user.getClass();
//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);
}
//获得指定属性的值
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及其父类的全部方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("正常的："+method);
}
methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的全部方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("getDeclaredMethods："+method);
}
//获得指定方法
Method getName = c1.getMethod("getName", null);
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
//获得指定的构造器
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
Constructor[] constructors1 = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("#"+constructor);
}
//获得指定的构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
System.out.println("指定："+declaredConstructor);
}
}
小结：
在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制
如何取得熟悉，方法，构造器的名称，修饰等。
动态创建对象执行方法
有了Class对象，能做什么？
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。
步骤如下：
1.通过Class类的getDeciaredConstructor(Class...parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器。
2.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。
3.通过Constructor实例化对象。
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,Class...parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法才做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。
Object对应元方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
若原方法为静态方法，此时形参Object obj可为null
若原方法形参为空，则Object[] args为null
若原方法声明private，则需要在调用此invoke()前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。
setAccessible作用是启动和禁用范文安全检查的开关
参数为true则表示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。
它可以提高反射效率。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
package reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test07 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//获得Class对象
Class<?> c1 = Class.forName("reflection.User");
//构造一个对象
//User user = (User) c1.newInstance(); //本质上是调用了类的无参构造器
//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("秦疆", 001, 18);
System.out.println(user2);
//通过反射调用普通方法
User user3 = (User) c1.newInstance();
//通过反射获取一个方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user3,"狂神"); //激活 (对象，"方法的值")
System.out.println(user3.getName());
//通过反射操作属性
User user4 = (User) c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
//不能直接操作私有属性，我们需要关闭程序的安全监测，属性或方法的setAccessible(true);
name.setAccessible(true);
name.set(user4,"狂神2");
System.out.println(user4.getName());
}
}
性能对比分析
package reflection;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
//分析性能问题
public class Test08 {
//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10亿次："+(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.getDeclaredMethod("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10亿次："+(endTime-startTime+"ms"));
}
//反射方式调用 关闭检测
public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("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("关闭检测执行10亿次："+(endTime-startTime+"ms"));
}
public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
test01();
test02();
test03();
}
}
获得泛型信息
Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，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类型转换问题，单丝，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ParameterizedType，GenericArrayType，TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被扫——到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型。
ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection
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
TypeVariable：是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
反射操作注解
package reflection;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
//练习反射操作注解
public class Test09 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
Class c1 = Class.forName("reflection.Student2");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//获得注解的value的值
Tablekuang tablekuang = (Tablekuang)c1.getAnnotation(Tablekuang.class);
String value = tablekuang.value();
System.out.println(value);
//获得类指定的注解
Field f = c1.getDeclaredField("name");
Fieldkuang annotation = f.getAnnotation(Fieldkuang.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
}
}
@Tablekuang("db_student")
class Student2{
@Fieldkuang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
@Fieldkuang(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@Fieldkuang(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 + '\'' +
'}';
}
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tablekuang{
String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fieldkuang{
String columnName();
String type();
int length();
}
