注解和反射

目录

狂神说视频学习笔记

注解

什么是注解

Annotation是JDK5.0引入的新技术

Annotation的作用：

​ 不是程序本身，能够对程序做出解释

​ 可以被其他的程序读取

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、filed等上边，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
@Deprecated
@SuppressWarnings("all")

元注解

meta-annotation（元注解）
除了直接使用JDK 定义好的注解，我们还可以自定义注解，在JDK 1.5中提供了4个标准的用来对注解类型进行注解的注解类，我们称之为 meta-annotation（元注解），他们分别是：

@Target：描述注解的使用范围（即：被修饰的注解可以用在什么地方） 。

@Retention：描述注解保留的时间范围（即：被描述的注解在它所修饰的类中可以被保留到何时） 。

//一共有三种策略，定义在RetentionPolicy枚举中。RUNTIME>CLASS>SOURCE
public enum RetentionPolicy {
 
    SOURCE,    // 源文件保留
    CLASS,       // 编译期保留，默认值
    RUNTIME   // 运行期保留，可通过反射去获取注解信息
}

@Documented：描述在使用 javadoc 工具为类生成帮助文档时是否要保留其注解信息。

@Inherited：使被修饰注解具有继承性（如果某类使用被@Inherited修饰的注解则其子类将自动具有该注解）。

自定义注解

//自定义注解
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，无先后顺序
    @MyAnnotation(age=18,name="hengying")
    public void test(){}

    //注解的参数名称为value时，不需要指定名称
    @MyAnnotation1("值")
    public void test1(){}
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation{
    //注解的参数：参数类型+参数名称();
    String name() default "hing";
    int age();
    int id() default -1;//默认值为-1 代表不存在
    String[] schools() default {"a","b"};

}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation1{
    String value();
}

反射

反射机制概述

Java Reflection（反射）时Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期间借助于ReflectionAPI取得任何类的内部信息，并能之间操作任意对象的内部属性及方法。

​ Class c1=Class.forName("com.hing.reflect.User");

加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了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查看类的结构，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

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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
  • 在运行时调用任意对象的成员变量和方法
  • 在运行时处理注解
  • 生成动态代理
  • ......

反射相关主要的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
  • .......

理解Class类并获取Class实例

在Object中定义了以下的方法，此方法会被所以的类继承:public final native Class<?> getClass()，此方法的返回值类型是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：可以通过对象反射求出类的名称。

Class类的常用方法：

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获取Class类的实例:

  1. 若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法安全可靠，程序性能最高

    Class c1=User.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 c1=u1.getClass();

  3. 已知类的全类名，且该类在类路径下，可以通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException：

    Class c1=Class.forName("com.hing.reflect.User");

  4. 内置基本数据类型可以直接用类名.Type

  5. 还可以利用Class Loader

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：通过forname获得
        Class c2 = Class.forName("com.hing.reflect.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属性
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

        //方式五：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;
    }
}
class Student extends Person{
    public Student() {
        this.name="学生";
    }
}
class Teacher extends Person{
    public Teacher() {
        this.name="老师";
    }
}

哪些类可以有Class对象？

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class;     //Object类
        Class c2 = Comparable.class; //Interface接口
        Class c3 = String[].class;   //一维数组
        Class c4 = int[][].class;    //二维数组
        Class c5 = Override.class;   //注解
        Class c6 = ElementType.class;//枚举
        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);

        //只有元素类型和维度一样，就是同一个class
        int[] a=new int[10];
        int[] b=new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());

    }
}
  • 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 例如Integer
  • void

类加载与ClassLoader

Java内存分析

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类加载：

  • 加载：将class文件字节码加载到内存中，并将这些静态数据转换为方法区的运行时数据结构了，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的运行状态中的过程
    • 验证：确保类信息符合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合引用（常量名）替换为直接引用的过程。
  • 初始化：
    • 执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法是由编译期自动收集类中的所有的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，则需要先触发父类的初始化
    • 虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确加锁和同步

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        A a=new A();
        System.out.println(a.m);
        /**
         *  1.加载到内存，会产生一个类对应的class对象
         *  2.链接：链接结束后 m=0
         *  3.初始化
         *      <clinit>(){
         *         m=300;
         *         System.out.println("类的静态代码块");
         *         m=100;
         *      }
         *  m=100
         *
         */
    }
}
class A{

    static {
        m=300;
        System.out.println("类的静态代码块");
    }
    static int m=100;

    public A() {
        System.out.println("类的无参构造器");
    }
}

什么时候发生的类初始化？

  • 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操作
    • 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先初始化它的父类
  • 类的被动引用（不会发生类的初始化）
    • 当访问一个静态域时候，只有真正声明这个类的域才会被初始化。如：当通过子类调用父类的静态变量。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了）

类加载器 ClassLoarder

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JVM规范定义了如下类加载器：

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public class Test06 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        //获得系统类的加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);

        //获得系统类加载器的父类加载器-->扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);

        //获得扩展类加载器的父类加载器-->跟加载器（c/c++）
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);

        //测试当前的类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.hing.reflect.Test06").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试JDK内置的类是谁加载的
        ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1);

        //如何获得系统类加载器加载的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        /**
         *E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\charsets.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\deploy.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\dnsns.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\jaccess.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\localedata.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\nashorn.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\sunec.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\ext\zipfs.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\javaws.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\jce.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\jfr.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\jfxswt.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\jsse.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\management-agent.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\plugin.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\resources.jar;
         * E:\Tools\Apps\Java\jdk1.8.0_271\jre\lib\rt.jar;
         * D:\Workspace\Idea\注解和反射\target\classes;
         * E:\Tools\Apps\IntelliJ IDEA 2018.1.8\lib\idea_rt.jar
         */
    }
}

获取运行时类的完整结构

通过反射获取运行时类的完整结构：Field、Method、Constructor、Surperclass、Interface、Annotation

//获得类信息
public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("com.hing.reflect.User");

        //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.getFields(); //获取类的public属性
        fields=c1.getDeclaredFields();   //获取类的所有属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        //获得指定属性
        System.out.println(c1.getDeclaredField("name"));

        //获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods();//获取本类及父类全部Public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("public method:  "+method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本来的所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("all method:  "+method);
        }
        //获得指定方法，考虑重载所以需要设置参数类
        Method getName = c1.getMethod("getName");
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

        //获得类的构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("getConstructors: "+constructor);
        }
        constructors=c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("getDeclaredConstructors: "+constructor);
        }
        //获得指定的类构造器
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定"+constructor);
    }
}

创建运行时类对象

调用运行时类的指定结构

//通过反射 动态的创建对象
public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {

        //获得Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.hing.reflect.User");

        //构造一个对象，本质是调用了一个无参构造器
        User user1 = (User) c1.newInstance();
        System.out.println(user1);

        //通过构造器创建对象，没有无参构造器则
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("hengying", 1, 18);
        System.out.println(user2);

        //通过反射调用普通方法
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        //通过反射获取方法
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        //invoke激活的意思，（对象，方法的参数值）
        setName.invoke(user3,"hing");
        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检测，属性或者方法的setAccessible(true);
        name.setAccessible(true);
        name.set(user4,"zhy");
        System.out.println(user4.getName());

    }
}

setAccessible

  • Method、Field、Constructor对象都有setAccessible方法

  • setAccessible的作用是启用禁止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候应该取消Java语言访问检查

    • 提高反射的效率。如果代码中必须有反射，而代码需要被频繁的调用，那么设置成true
    • 使得原本无法访问的私有成员也可以访问

  • 参数值为false则指示反射对象应该实施Java语言访问检查

//性能对比分析
public class Test09 {

    //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 endime=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通的调用方法执行10亿次："+(endime-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.getMethod("getName");
        Long starttime=System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user);
        }
        Long endime=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射机制调用方法执行10亿次："+(endime-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.getMethod("getName");
        getName.setAccessible(true);
        Long starttime=System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user);
        }
        Long endime=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("关闭检测调用方法执行10亿次："+(endime-starttime)+"ms");
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}

----------输出的结果-----------
普通的调用方法执行10亿次：10ms
反射机制调用方法执行10亿次：5568ms
关闭检测调用方法执行10亿次：2593ms

反射操作泛型

了解内容

反射操作注解

//反射操作注解
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.hing.reflect.Student2");

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

        //获取注解的value值
        DBTable annotation = (DBTable) c1.getAnnotation(DBTable.class);
        System.out.println(annotation.value());

        //获得类指定的注解
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        DBField dbField = name.getAnnotation(DBField.class);
        System.out.println(dbField.culumn_length());
        System.out.println(dbField.culumn_name());
        System.out.println(dbField.culumn_type());
    }
}

@DBTable("db_student")
class Student2{
    @DBField(culumn_name = "name",culumn_type = "varchar",culumn_length = 3)
    private String name;
    @DBField(culumn_name = "id",culumn_type = "int" ,culumn_length = 10)
    private int id;
    @DBField(culumn_name = "age",culumn_type = "int",culumn_length = 10)
    private int age;

    public Student2() {
    }

    public Student2(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;
    }
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface DBTable{
    String value();
}
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface DBField{
    String culumn_name();
    String culumn_type();
    int culumn_length();
}
posted @ 2021-05-13 10:54  地球小星星  阅读(130)  评论(0)    收藏  举报