注解和反射

注解Annotation

• 可以被其他程序（如编译器）读取

内置注解

• @Override
• @Deprecated
• @SuppressWarnings

public class Test1 {
 
    // 重写的注释
    @Override
    public String toString(){
        return super.toString();
    }
 
    // 镇压警告
    @SuppressWarnings("all")
    public void test2(){
         List list = new ArrayList<>();
    }
 
    // 已经过时的，不推荐使用
    @Deprecated
    public void test(){
 
    }
}

元注解：注解其他的注解

• @Target

  ElementType.TYPE：允许被修饰的注解作用在类、接口和枚举上

  ElementType.FIELD：允许作用在属性字段上

  ElementType.METHOD：允许作用在方法上

  ElementType.PARAMETER：允许作用在方法参数上

  ElementType.CONSTRUCTOR：允许作用在构造器上

  ElementType.LOCAL_VARIABLE：允许作用在本地局部变量上

  ElementType.ANNOTATION_TYPE：允许作用在注解上

  ElementType.PACKAGE：允许作用在包上

• @Retention

  RetentionPolicy.SOURCE：当前注解编译期可见，不会写入 class 文件

  RetentionPolicy.CLASS：类加载阶段丢弃，会写入 class 文件

  RetentionPolicy.RUNTIME：永久保存，可以反射获取

• @Document

• @Inherited

// 定义一个注解
@Target(value = ElementType.METHOD)         // 表示注解可以用在哪些地方
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME) // 表示注解在什么地方有效 Runtime>Class>Sources
@Documented                                 // 表示注解是否应当被包含在 JavaDoc 文档中
@Inherited                                  // 表示该类的子类将自动继承父类的该注解
@interface MyAnnotation {
}

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
class Test {
    // 注解可以显式赋值，如果没有，必须默认注解赋值
    @MyAnnotation2(name = "haha")
    public void test() {
    }
 
    @MyAnnotation3("注解只有一个时，用value或者省略value=，直接写内容")
    public void test2() {
    }
}
 
 
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2 {
    // 注解的参数，不是方法:参数类型 + 参数名（）
    String name();
 
    int age() default 0;
 
    int id() default -1;// 默认值为-1，代表不存在
 
    String[] schools() default {"a", "b"};
}
 
@interface MyAnnotation3 {
    // 注解的参数，不是方法:参数类型 + 参数名（）
    String value();
}

反射Reflection

• 动态创建对象和编译，但对性能有影响（解释型操作）
• 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可以完整的得到一个类中的所有被加载的结构
• Class类是Reflection的根源，想动态加载，必须先获得Class对象

class Test {
 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c1 = Class.forName("User");
        Class<?> c2 = Class.forName("User");
 
        // 一个类在内存中只有一个Class对象
        // 一个类被加载后，整个类的结构都会被封装在Class对象中
        System.out.println(c1.hashCode());
        System.out.println(c2.hashCode()); // 结果相同
    }
}
 
class User {
    private String name;
    private int id;
    private int age;
 
    public User() {
    }
 
    public User(String name, int id, int age) {
        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 +
                '}';
    }
}

获取类的方式

class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
 
        // 1.通过对象获得
        Class<? extends Person> c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c1.hashCode());
 
        // 2.forName获得
        Class<?> c2 = Class.forName("Student");
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c2.hashCode());
 
        // 3.类名.class
        Class<Student> c3 = Student.class;
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c3.hashCode());
 
        // 基本内置类型的包装都有一个Type属性
        Class<Integer> 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 = "student";
    }
}
 
class Teacher extends Person {
    public Teacher() {
        this.name = "teacher";
    }
}

所有类型的Class

import java.lang.annotation.ElementType;
 
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Class<Object> c1 = Object.class;            // class java.lang.Object
        Class<Comparable> c2 = Comparable.class;    // interface java.lang.Comparable
        Class<String[]> c3 = String[].class;        // class [Ljava.lang.String;
        Class<int[][]> c4 = int[][].class;          // class [[I
        Class<Override> c5 = Override.class;        // interface java.lang.Override
        Class<ElementType> c6 = ElementType.class;  // class java.lang.annotation.ElementType
        Class<Integer> c7 = Integer.class;          // class java.lang.Integer
        Class<Void> c8 = void.class;                // void
        Class<Class> c9 = Class.class;              // class java.lang.Class
 
        // 只要元素类型和维度一样，就是同一个Class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[1000];
        System.out.println(a.getClass().hashCode()); // 668386784
        System.out.println(b.getClass().hashCode()); // 668386784
    }
}

类加载内存分析

• 类的加载过程
  • 加载：将类的class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成
  • 链接：将类的二进制数据合并到JRE中，正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值
  • 初始化：jvm负责对类进行初始化<clinit>

package Reflection;
 
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);
 
        /**
         * 1.加载到内存，产生一个类对应的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");
         *         m = 300;
         *         m = 100;
         * }
         */
    }
}
 
class A{
    static {
        System.out.println("A类静态代码块");
        m = 300;
    }
 
    static int m = 100;
 
    public A(){
        System.out.println("A类的无参构造");
    }
}

• 何时发生类初始化
  • 主动引用（发生初始化）
    • jvm启动时，先初始化main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
    • 初始化一个类，如果他的父类没有初始化，会先初始化父类
  • 被动引用（不发生）
    • 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，如通过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（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）

package Reflection;
 
public class Test5 {
    static {
        System.out.println("Main类加载");
    }
 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 主动引用
//        Son son = new Son();
 
        // 反射产生主动引用
//        Class.forName("Reflection.Son");
        /**
         * Main类加载
         * father加载
         * son加载
         */
 
 
        // 不会产生类的引用的方法
//        System.out.println(Son.b);// 子类不会加载
 
//        Son[] array = new Son[5];// 只有Main类加载了
 
        System.out.println(Son.M);// 只有Main类加载了
 
    }
}
 
class Father{
    static int b = 2;
    static {
        System.out.println("father加载");
    }
}
 
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("son加载");
        m = 300;
    }
 
    static int m = 100;
    static final int M = 1;
}

• 类加载器

package Reflection;
 
public class Test6 {
    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，即扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);
 
        // 扩展类的父类加载器，即根加载器
        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.Test6").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);
 
        // 获取系统类加载器可以加载的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        
 
        /**
         * jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@7ad041f3
         * jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@36baf30c
         * null //根加载器获取不了
         * jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@7ad041f3
         * null
         */
    }
}

获取运行时类的完整结构

package Reflection;
 
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class Test7 {
    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());// 包名 + 类名
        System.out.println(c1.getSimpleName());// 类名
 
        // 获得类的属性
        Field[] fields = c1.getDeclaredFields();// 找到全部属性 而getFields()只能找到public属性
        for(Field field: fields){
            System.out.println(field);
        }
 
        // 获得指定属性
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name);
 
        // 获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods();// 获得本类和父类的全部public方法
        for(Method method:methods){
            System.out.println(method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();// 获得本类全部方法，包括私有的
        for(Method method:methods){
            System.out.println(method);
        }
 
        // 获得指定方法
        // 因为有重载所以要加参数
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);
 
        // 获得全部的构造器
        Constructor<?>[] constructors = c1.getConstructors();
        for(Constructor constructor:constructors){
            System.out.println(constructor);
        }
        constructors = 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(declaredConstructor);
 
    }
}

动态创建对象执行方法

package Reflection;
 
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class Test8 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("Reflection.User");
 
        // 通过构造器创建对象
        User user = (User)c1.getDeclaredConstructor().newInstance();// 调用的是无参构造器
        System.out.println(user);
        User user2 = (User)c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class).newInstance("haha", 1, 2);
        System.out.println(user2);
 
        // 通过反射调用普通方法
        User user3 = (User) c1.getDeclaredConstructor().newInstance();
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        setName.invoke(user3, "xixi");// 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.getDeclaredConstructor().newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
 
        name.setAccessible(true);// 不能直接操作私有属性，需要关闭安全检测
        name.set(user4, "hehe");
        System.out.println(user4.getName());
 
    }
}

• 性能检测

package Reflection;
 
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class Test9 {
    // 普通方式调用
    public static void test1(){
        User user = new User();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
 
        for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
            user.getName();
        }
 
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((endTime - startTime) + "ms");
    }
 
    // 反射方式调用
    public static void test2() 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 < 10_0000_0000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
 
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((endTime - startTime) + "ms");
    }
 
 
    // 反射方式调用 关闭检测
    public static void test3() 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 < 10_0000_0000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
 
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((endTime - startTime) + "ms");
    }
 
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test1();
        test2();
        test3();
        /**
         * 10ms
         * 3651ms
         * 1656ms
         */
    }
}

反射操作范型

package Reflection;
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
 
public class Test10 {
    public void test1(Map<String, User> map, List<User> list){
        System.out.println("test1");
    }
 
    public Map<String, User> test2(){
        System.out.println("test2");
        return null;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Method method = Test10.class.getMethod("test1", Map.class, List.class);
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for(Type type:genericParameterTypes){
            System.out.println(type);
            if(type instanceof ParameterizedType){
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType)type).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }
 
 
        method = Test10.class.getMethod("test2", null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType)genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

对象关系映射ORM

package Reflection;
 
import java.lang.annotation.*;
 
public class Test11 {
    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
        Table annotation = (Table) c1.getAnnotation(Table.class);
        String value = annotation.value();
        System.out.println(value);
 
        // 获得类指定的注解
        java.lang.reflect.Field f =  c1.getDeclaredField("name");
        Field annotation1 = f.getAnnotation(Field.class);
        System.out.println(annotation1.columnName());
        System.out.println(annotation1.type());
        System.out.println(annotation1.length());
    }
}
 
 
@Table("db_student")
class Student2{
    @Field(columnName = "db_id", type = "int", length = 10)
    private int id;
    @Field(columnName = "db_age", type = "int", length = 10)
    private int age;
    @Field(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;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", 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;
    }
}
 
// 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 Field{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

例子

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Field;
 
class Tester {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
 
        Student student = new Student(1L, "haha", "123456789012");
        System.out.println(validate(student));
    }
 
    public static String validate(Object o) throws IllegalAccessException {
        // 获取所有字段
        Field[] fields = o.getClass().getDeclaredFields();
 
        for (Field field : fields) {
            // 逐个检查康康那个字段上有注解
            if (field.isAnnotationPresent(Length.class)) {
                // 获取注解详细信息
                Length length = field.getAnnotation(Length.class);
                field.setAccessible(true);
                // 获取字段的值
                int value = ((String) field.get(o)).length();
                // 将字段的实际值和注解上做标示的值进行比对
                if (value < length.max() || value > length.max()) {
                    return length.errMsg();
                }
            }
        }
        return null;
    }
}
 
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Length {
    int min();
 
    int max();
 
    String errMsg();
}
 
class Student {
    private Long id;
    private String name;
    @Length(min = 11, max = 11, errMsg = "手机号码必须11位")
    private String mobile;
 
    public Student(Long id, String name, String mobile) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.mobile = mobile;
    }
 
    public Student() {
    }
 
    public Long getId() {
        return id;
    }
 
    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public String getMobile() {
        return mobile;
    }
 
    public void setMobile(String mobile) {
        this.mobile = mobile;
    }
}