Java注解和反射

本文转载自查看原文 2020-08-07 17:56 522 Java

注解和反射

Java所有的框架底层是通过注解和反射实现

Java.Annotation

Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术
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（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：@SupperessWarnings(value="unchecked")。
Annotation在那里使用？
- 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数据的访问。

内置注解

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meta-annotation类型，它们被用来提供对其他annotation类型做说明
这些类型和它们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到（@Target，@Retention，@Docunmented，@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）
- @Retendtion：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：说明该注解被包含在javadoc中
- @Innherited：说明子类可以继承父类中的该注解

 package com.zhou.annotation;
 import java.lang.annotation.*;
 
 //测试元注解
 @MyAnnotation
 public class Test02 {
 
     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
 //Retention 表示我们的注解在什么地方才有效 runtime>class>sources
 //Documented 表示是否将我们的注解生成在JAVAdoc中
 //Inherited 子类可以继承父类的注解
 @Target(value ={ElementType.METHOD,ElementType.TYPE} )
 @Retention(value= RetentionPolicy.RUNTIME)
 @Documented
 @Inherited
 @interface MyAnnotation{
 }

自定义注解

使用@interface自定义注解时，自定继承了java.lang.annotation.Annotation

分析：
- @interface用来声明一个注解，格式：public @interface 注解名{定义内容}
- 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，作为默认值。

 package com.zhou.annotation;
 import java.lang.annotation.ElementType;
 import java.lang.annotation.Retention;
 import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
 import java.lang.annotation.Target;
 
 //自定义一个注解
 public class Test03 {
     //注解可以显式赋值，如果没有默认值，我们就必须给注解赋值
     @MyAnnotation2(name="zhouyang",schools = {"西北工业大学","华南理工大学"})
     public void test(){}
 
     @MyAnnotation3("xiixo")
     public void test2(){}
 }
 
 @Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @interface MyAnnotation2{
     //注解的参数：参数的类型+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，indexof,如果找不到就返回-1
     String[] schools();
 }
 
 @Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @interface MyAnnotation3{
     String value();
 }

反射机制

Java反射机制概述

静态VS动态语言

动态语言 ➢是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。 ➢主要动态语言：Object-C、 C#、 JavaScript、 PHP、 Python等。

静态语言 ➢与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。Java、C、C++ ➢Java不是动态语言，但Java可以称之为“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得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活!

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，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。 Class c= Class.forNam(java lang .String") ➢加载完类之后,在堆内存的方法区中就产生了一一个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。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为:反射

 package com.zhou.reflect;
 
 //什么叫反射
 public class Test02 {
 
     public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
         //通过反射获取类的class对象
 
             Class c=Class.forName("com.zhou.reflect.User");
 
         System.out.println(c);
         Class c1=Class.forName("com.zhou.reflect.User");
         Class c2=Class.forName("com.zhou.reflect.User");
 
         //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。
         System.out.println(c.hashCode());
         System.out.println(c1.hashCode());
         System.out.println(c2.hashCode());
    }
 
 }
 
 //实体类 entity
 class User{
     private String name;
     private int id;
     private int age;
 
     public User(){
 
    }
 
     @Override
     public String toString() {
         return "User{" +
                 "name='" + name + '\'' +
                 ", id=" + id +
                 ", 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;
    }
 }

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，体现了很大的灵活性

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。

理解Class类并获取Class实例

Class类

在Object类中定义了以下方法，此方法将被所有子类继承

public final Class getClass()

以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓的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。

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(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

Class类的常用方法

获取Class类的实例

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
annototion：注解@interface
primitive type：基本数据类型
void

 package com.zhou.reflect;
 
 import java.lang.annotation.ElementType;
 
 //所有类型的class
 public class Test04 {
     public static void main(String[] args) {
         Class c1=Object.class;
         Class c2=Comparable.class;
         Class c3=String[].class;
         Class c4=int[][].class;
         Class c5=Override.class;
         Class c6= ElementType.class;
         Class c7=Integer.class;
         Class c8=void.class;
         Class c9=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);
 
         //验证同一类型的对象，不论数组长度如何，一种类型是否只有一个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

类的加载与ClassLoader

➢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时数据结构，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的运行状态之中的过程。 ➢验证: 确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题 ➢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。 ➢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: ➢执行类构造器< clinit> ()方法的过程。类构造器< clinit> ()方法是由编译期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)。 ➢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。 ➢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。

类加载器的作用

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，作为方法区中类的数据访问入口。
类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过jvm垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

创建运行时类的对象

创建类的对()象：调用Class对象的new Instance()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
没有无参构造器的时候，可以在操作的时候明确的调用类中构造器

步骤如下
- 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class ... parameterTypes)取得本类的指定参数类型的构造器
- 向构造器的形参中传递用一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数
- 通过Constructor实例化对象

获取运行时类的完整结构

调用运行时类的指定结构

利用反射进行注解

getAnnotation
getAnnotations

 package com.zhou.reflect;
 
 import java.lang.annotation.*;
 import java.lang.reflect.Field;
 
 public class Test11 {
     public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
         Class c1 = Class.forName("com.zhou.reflect.Student01");
 
         Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
 
 
         //通过反射获得注解
         for (Annotation annotation : annotations) {
             System.out.println(annotation);
        }
 
         //通过反射获得注解的value
         Annota a1 = (Annota)c1.getAnnotation(Annota.class);
         System.out.println(a1.value());
 
         //获得类中的指定属性的注解
         Field name = c1.getDeclaredField("name");
         Fil f1 = (Fil)name.getAnnotation(Fil.class);
         System.out.println(f1.type());
         System.out.println(f1.length());
         System.out.println(f1.name());
 
 
    }
 }
 
 //创建一个实体类
 @Annota("tb_01")
 class Student01{
 
     @Fil(type="int",length = 10,name="fl_id")
     private int id;
     @Fil(type="int",length = 10,name="fl_length")
     private int length;
     @Fil(type="varcha",length = 10,name="fl_name")
     private String name;
 
     public Student01(int id, int length, String name) {
 
         this.id = id;
         this.length = length;
         this.name = name;
    }
 
     public Student01() {
 
    }
 
     @Override
     public String toString() {
         return "Student{" +
                 "id=" + id +
                 ", length=" + length +
                 ", name='" + name + '\'' +
                 '}';
    }
 
     public int getId() {
         return id;
    }
 
     public void setId(int id) {
         this.id = id;
    }
 
     public int getLength() {
         return length;
    }
 
     public void setLength(int length) {
         this.length = length;
    }
 
     public String getName() {
         return name;
    }
 
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
    }
 }
 
 @Target(ElementType.TYPE)
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @interface Annota{
     String value();
 }
 
 @Target(ElementType.FIELD)
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @interface Fil{
     String type();
     int length();
     String name();
 }

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