Java注解和反射机制笔记

Java的注解和反射机制

注解

注解的作用：

  • 不是程序本身，但可以对程序作出解释（这一点和注释（comment)没什么区别）；

  • 可以被其它程序（比如：编译器读取）；

 

注解在哪可以使用？

  • 我们可以附在package，class，method，field...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。

 

元注解

什么是元注解？

  • 元注解的作用就是负责注解其它注解，Java提供了3个meta-annotation类型，它们被用来提供对其它annotation类型的说明；

  • 这些类型可以在java.lang.annotation包中可以找到（@Target、@Retention、@Document、@Inherited）；

 

元注解的作用：

  1. @Target：用来描述注解的使用范围（即：被描述的注解可以使用在什么地方）；

  2. @Retention：表示什么级别保存该注解信息，用于描述注解的生命周期（SOURCE < CLASS < RUNTIME)；

  3. @Document：说明该注解将被包含在javadoc中；

  4. @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解；

 

代码示例：

package com.zq.annotation;
​
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
​
/**
 * 测试元注解
 */
@MyAnnotation
public class TestAnnotation {
    public static void main(String[] args) {
    }
​
    @MyAnnotation
    public void test(){}
}
​
​
/**
 * 自定义一个注解
 * Target表示有效的范围，目前设置的是在方法和类上都有效
 * Retention表示什么级别时保留该注解，目前设置的是运行级别
 */
@Target(value = {ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation{
​
}

 

如何定义一个注解

用@interface定义即可。

 

代码示例：

package com.zq.annotation;
​
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
​
public class TestAnnotation02 {
​
    //注解中的参数如果没有默认值，那么必须手动赋值
    @MyAnnotation02(name = "张三", school = {"清华大学", "北京大学"})
    public void test(){
​
    }
}
​
@Target(value = {ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation02{
    //定义的参数（注意：不是我们平时中的方法）：参数类型 + 参数名 ()
    String name() default "";
​
    int age() default 0;
​
    int id() default -1; //-1表示不存在，indexOf() == -1差不多
​
    String[] school();
}

 

 

反射机制

Java的反射机制使Java语言变成了准动态性语言。

 

原理：

加载完类之后，在堆内存中的方法区中会产生一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象包含了这个类的完整结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，通过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。

 

反射的有点和缺点：

  • 优点：可以实现动态创建对象的编译，提现出很大的灵活性；

  • 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；

 

Class类

  • Class本身也是一个类；

  • Class对象只能由系统创建；

  • 一个加载的类在JVM中只有一个Class实例；

  • 一个Class对象对应的是一个加载到JVM的一个.class文件；

  • 每个类的实例都会记得自己由哪个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Reflect的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，都必须获取相对应的Class对象；

 

Class对象的创建：

  1. 通过Class.forName(类的全限定类名)创建；

  2. 通过类名.class创建；

  3. 通过对象.getClass()方法创建，注意：getClass()方法是Object类里面定义的一个方法；

  4. 基本数据类型的包装类通过类名.TYPE获取；

  5. 父类的Class对象可以通过子类的Class对象.getSuperclass()方法获取；

 

代码示例：

package com.zq.reflect;
​
public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //获取Student类的Class对象
        //1.通过Class.forName()获取
        Class c1 = Class.forName("com.zq.reflect.Student");
        System.out.println(c1);
​
        //2.通过（类名.class）获取
        Class c2 = Student.class;
​
        //3.用过对象的getClass()方法获取,是Object类的一个方法
        Student student = new Student();
        Class c3 = student.getClass();
​
        //4.基本数据类型的包装类都有一个TYPE属性，通过这个属性可获取到包装类的Class对象
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);
​
        //5.要想获取到父类的Class对象，可以通过“子类的Class对象.getSuperclass()”方法获取
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
​
        System.out.println("=========================");
        //一个类只有一个Class对象，可以看到它们的hashCode都一样
        System.out.println(c1.hashCode());
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
    }
}
​
//pojo类
class Student{
    private Integer id;
​
    private String name;
​
    private int age;
}

 

哪些类可以有Class对象

  • class：类

  • interface：接口

  • []：数组

  • enum：枚举

  • annotation：注解@interface

  • primitive type：基本数据类型

  • void

 

代码示例：

package com.zq.reflect;
​
import java.lang.annotation.ElementType;
​
public class TestAllClass {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class; //类
        Class c2 = Runnable.class; //接口
        Class c3 = int[].class; //一维数组
        Class c4 = int[][].class; //二维数组
        Class c5 = int.class; //基本数据类型
        Class c6 = ElementType.class;  //枚举类
        Class c7 = Override.class;   //注解
        Class c8 = void.class;  //void
        Class c9 = Class.class;   //Class本身
​
        System.out.println("类：" + c1);
        System.out.println("接口：" + c2);
        System.out.println("一维数组：" + c3);
        System.out.println("二维数组：" + c4);
        System.out.println("基本数据类型：" + c5);
        System.out.println("枚举类：" + c6);
        System.out.println("注解：" + c7);
        System.out.println("void：" + c8);
        System.out.println("Class本身：" + c9);
    }
}

结果输出：

类：class java.lang.Object
接口：interface java.lang.Runnable
一维数组：class [I
二维数组：class [[I
基本数据类型：int
枚举类：class java.lang.annotation.ElementType
注解：interface java.lang.Override
void：void
Class本身：class java.lang.Class

 

Java内存分析

类的加载过程：

  • 类的加载（Load）：将class文件加载到内存，并创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成。

  • 类的连接（Link）：将类的二进制数据合并到JRE中。

  • 类的初始化（initialize）：JVM进行对类的一个初始化。

 

package com.zq.reflect;
​
//执行顺序
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
         A a = new A();
        System.out.println(A.a);
    }
}
​
​
class A{
    static {
        System.out.println("A类的静态代码块进行初始化！");
        a = 200;
    }
​
    static int a = 100;
​
    public A(){
        System.out.println("A类的构造方法进行初始化！");
    }
}

结果输出：

A类的静态代码块进行初始化！
A类的构造方法进行初始化！
100

 

什么时候类会进行初始化？

  1. 类的主动引用（一定会发生类的初始化）

  • 虚拟机启动时，会先初始化有main方法的类；

  • 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；

  1. 类的被动引用（不会发生类的初始化）

  • 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，不会导致类的初始化；

  • 通过数组定义类的引用，不会触发此类的初始化；

  • 引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中）；

 

Class类的常用方法（获取运行时类的完整结构）

  1. 获取类的类名、属性、方法、构造器；

package com.zq.reflect;
​
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
​
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
         //获取到User类的Class对象
        Class c1 = User.class;
​
        //获取User对象的名字
        String name = c1.getName(); //包名 + 类名
        System.out.println("name1:" + name);
​
        name = c1.getSimpleName(); //类名
        System.out.println("name2:" + name);
​
        System.out.println("===========================");
        //获取指定的属性
//        Field field = c1.getField("name"); //只能获取到public修饰的属性
//        System.out.println(field);
​
        Field field = c1.getDeclaredField("name"); //能获取到private修饰的属性
        System.out.println(field);
​
        System.out.println("==========================");
        //获取类的所有属性
        Field[] fields = c1.getFields(); //只能获取public修饰的所有属性
        for(Field f : fields)
            System.out.println("f1:" + f);
​
        fields = c1.getDeclaredFields(); //能获取任意修饰符修饰的所有属性
        for(Field f : fields)
            System.out.println("f2:" + f);
​
        System.out.println("==============================");
        //获取指定的方法
        Method method = c1.getMethod("setName", String.class);//只能获取到public修饰的方法
        System.out.println("m1:" + method);
​
        method = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);//能获取到任意修饰的方法
        System.out.println("m2:" + method);
​
        System.out.println("==================================");
        //获取所有方法
        Method[] methods = c1.getMethods(); //能获取到本类以及父类的所有public方法
        for (Method m : methods)
            System.out.println("ms1:" + m);
​
        methods = c1.getDeclaredMethods(); //能获取到本类的所有方法
        for (Method m : methods)
            System.out.println("ms2:" + m);
​
        System.out.println("==============================");
        //获取指定构造器
//        Constructor constructor = c1.getConstructor(null);  //只能获取到public修饰的构造器
//        System.out.println("cst1:" + constructor);
​
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(null); //能获取到任何修饰符修饰的构造器
        System.out.println("cst2:" + constructor);
​
        System.out.println("==================================");
        //获取所有构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors(); //获取到public修饰的所有构造器
        for(Constructor cst : constructors)
            System.out.println("csts1:" + cst);
​
        constructors = c1.getDeclaredConstructors(); //获取到所有构造器
        for (Constructor cst : constructors)
            System.out.println("csts2:" + cst);
    }
}
​
​
class User{
    private Integer id;
​
    private String name;
​
    private int age;
​
     User() {
    }
​
    public User(Integer id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
​
    public Integer getId() {
        return id;
    }
​
    public void setId(Integer id) {
        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;
    }
​
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
​
    private void test(){}
}

 

  1. 动态的创建类的对象、并使用方法和属性（注意：使用对象的私有方法和属性时必须要关掉安全检测才能使用，关闭的方法为setAccessible(true)）

package com.zq.reflect;
​
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
​
public class Test03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取User类的Class对象
        Class c1 = User.class;
​
        //通过无参构造器创建对象
        User user1 = (User) c1.newInstance();
        System.out.println("user1:" + user1);
​
        System.out.println("================================");
        //通过有参构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(Integer.class, String.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance(1, "张三", 3);
        System.out.println("user2:" + user2);
​
        System.out.println("==================================");
        //方法的调用
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        //invoke表示激活，与对象进行绑定
        setName.invoke(user3, "李四");
        System.out.println(user3);
​
        System.out.println("===================================");
        //属性的使用(注意：私有属性赋值需要安全检测，要想使用必须关掉检测)
        User user4 = new User();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
​
        name.setAccessible(true); //允许使用
        name.set(user4, "王五");
        System.out.println(user4);
    }
}

 

不同方式调用方法测试性能（普通调用，反射不关闭安全检测调用，反射关闭安全检测调用）

package com.zq.reflect;
​
import java.lang.reflect.Method;
​
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
​
​
​
    //通过普通方法调用getName()10亿次
    static void test01(){
      User user = new User();
​
      //执行开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
​
        for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
            user.getName();
        }
​
        //执行结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
​
        System.out.println("普通方法调用需要：" + (end - start) + "ms");
    }
​
    //通过反射不关闭安全检测调用getName()10亿次
    static void test02() throws Exception{
        Class c1 = User.class;
        User user = (User) c1.newInstance();
​
        Method method = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
        //执行开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
​
        for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
            method.invoke(user, null);
        }
​
        //执行结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
​
        System.out.println("反射不关闭安全检测调用需要：" + (end - start) + "ms");
    }
​
    //通过反射关闭安全检测调用getName()10亿次
    static void test03() throws Exception{
        Class c1 = User.class;
        User user = (User) c1.newInstance();
​
        Method method = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
        //关闭安全检测
        method.setAccessible(true);
​
        //执行开始时间
        long start = System.currentTimeMillis();
​
        for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
            method.invoke(user, null);
        }
​
        //执行结束时间
        long end = System.currentTimeMillis();
​
        System.out.println("反射关闭安全检测调用需要：" + (end - start) + "ms");
    }
}

输出结果：

普通方法调用需要：1ms
反射不关闭安全检测调用需要：2677ms
反射关闭安全检测调用需要：1403ms

 

 

反射操作泛型（了解）

  1. ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如：Collection<String>；

  2. GenericArrayType：表示一种元素类型是参数化类型或者是类型变量的数组类型；

  3. TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口；

  4. WildcardType：代表一种通配符类型表示；

 

 

反射操作注解

package com.zq.reflect;
​
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
​
/**
 * 通过反射操作注解
 */
public class Test05 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取User的Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.zq.reflect.UserInfo");
​
        //获取对象的注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations)
            System.out.println("annotation:" + annotation);
​
        System.out.println("================================");
        //获取对象指定的注解的value值
        TableUser tableAnnotation = (TableUser) c1.getAnnotation(TableUser.class);
        String value = tableAnnotation.value();
        System.out.println("value = " + value);
​
        //获取属性注解的值
        System.out.println("===========================================");
        Field id = c1.getDeclaredField("id"); //首先通过获取到属性的信息
        RowUser rowUser = id.getAnnotation(RowUser.class); //再通过属性获取注解
​
        String columnName = rowUser.columnName();
        String type = rowUser.type();
        int length = rowUser.length();
​
        System.out.println("columnName = " + columnName);
        System.out.println("type = " + type);
        System.out.println("length = " + length);
    }
}
​
​
//定义pojo类
@TableUser("user_info")
class UserInfo {
    @RowUser(columnName = "id", type = "int", length = 8)
    private Integer id;
​
    @RowUser(columnName = "name", type = "varchar", length = 20)
    private String name;
​
    @RowUser(columnName = "age", type = "int", length = 4)
    private int age;
​
    public UserInfo() {
    }
​
    public UserInfo(Integer id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
​
    public Integer getId() {
        return id;
    }
​
    public void setId(Integer id) {
        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;
    }
​
    @Override
    public String toString() {
        return "UserInfo{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
​
//表注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableUser {
    String value(); //表名
}
​
//表属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface RowUser {
    String columnName(); //列名
​
    String type();//属性类型
​
    int length();//长度
}

 

posted @   有梦想的程序员。  阅读(249)  评论(0)  编辑  收藏  举报
编辑推荐：
· SQL Server 2025 AI相关能力初探
· Linux系列：如何用 C#调用 C方法造成内存泄露
· AI与.NET技术实操系列（二）：开始使用ML.NET
· 记一次.NET内存居高不下排查解决与启示
· 探究高空视频全景AR技术的实现原理
阅读排行：
· 阿里最新开源QwQ-32B，效果媲美deepseek-r1满血版，部署成本又又又降低了！
· SQL Server 2025 AI相关能力初探
· AI编程工具终极对决：字节Trae VS Cursor，谁才是开发者新宠？
· 开源Multi-agent AI智能体框架aevatar.ai，欢迎大家贡献代码
· Manus重磅发布：全球首款通用AI代理技术深度解析与实战指南
点击右上角即可分享
微信分享提示
AI IDE Trae