Java基础-08注解与反射
注解
- 注解是从JDK1.5开始引入的新技术
- 注解的作用：
- 不是程序本身，可以对程序做出解释
- 可以被其他程序读取（如：编译器）
- 对程序进行检查和约束
- 注解的格式：（@注释名）还可以添加一些参数如：(@SuppressWarnings(Value="unchecked"))
- 注解在哪里使用：
- 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
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，他们被用来提供对其他annotation类型作说明
- 这些类型和他们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到(@Target,@Retention,@Documented,@Inherited)
- @Target:用于描述注解的使用范围(即：注解可以用在什么地方)
- @Retertion：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：说明该注解将被包含在Javadoc中
- @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解
package com.gaopeng.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@HaHa("haha")
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
}
}
//注解可以使用在那些范围
@Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
//表示将注解生成在JavaDoc中
@Documented
//表示子类可以继承父类的注解
@Inherited
//表示注解在什么地方还有效
@Retention(value = RetentionPolicy.SOURCE)
@interface HaHa{
String[] value();
}
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
- 分析：
- @interface用来声明一个注解，格式：public @interface 注解名
- 其中的每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，定义注解元素时，经常使用空字符串，0作为默认值
package com.gaopeng.annotation;
import java.lang.annotation.*;
@HaHa
@HaHa2("")
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
}
}
//注解可以使用在那些范围
@Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
//表示将注解生成在JavaDoc中
@Documented
//表示子类可以继承父类的注解
@Inherited
//表示注解在什么地方还有效
@Retention(value = RetentionPolicy.SOURCE)
@interface HaHa{
String[] value() default "";
int a() default 0;
String h() default "";
}
@interface HaHa2{
String value();//只有一个参数时，参数名为value，使用注解时可以默认传参不用value="..."
}
反射机制
-
Java反射机制概述
- 静态语言
- 运行时结构不可改变的语言，如Java，C，C++
- Java不是动态语言，但Java有一定的动态性，可以通过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的灵活。
- 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，甚至代码可以被引进，已有的函数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。
- 动态语言：Object-C，C#，JavaScript，PHP，Python
- Reflection是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Reflection API取得任何类得内部信息，并能直接操作任意对象得内部属性及方法。（Class c=Class.forName("java.lang.String")）
- 类加载完成之后，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，透过这个镜子可以看到类的结构，所以，我们形象的成为"反射"。
- 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
- 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，我们希望对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。（反射相当于折了两次）
- 静态语言
-
理解Class类并获取Class实例
- class对象是什么？class类是什么？
- 通过对象反射出类的名称
- 获取类对象的方式
package com.gaopeng.reflection;
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//一个类被加载出来就有有一个对象，就算不进行实例化，也会有一个默认的对象，通过这个对象可以获取到这个类的所有属性和方法
//所有类的对象都由Class统一进行管理，类似于Object超类
//下面的类都没有new 一个对象，都是类加载的时候生成的
//java.lang.Class的父类是Object
//1.通过类名获取类对象
Class studentClass = Student.class;
Class x=Object.class;
Class classClass = Class.class;
Class superclass = classClass.getSuperclass();
System.out.println(superclass);
System.out.println(classClass);
System.out.println(x);
System.out.println(studentClass);
//2.通过全包名获取类对象
Class aClass = Class.forName("com.gaopeng.reflection.Person");
System.out.println(aClass);
//3.通过对象获得类对象
Person student = new Student();
System.out.println(student.getClass());
//基本内置类型,都有一个Type属性可以获取对象类型
Class integerClass = Integer.class;
System.out.println(integerClass.getName());
Class integerClass2 = Integer.TYPE;
System.out.println(integerClass2.getName());
}
}
class Person{
String name;
}
class Student extends Person{
public Student(){
this.name="学生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher(){
this.name="老师";
}
}
4. 哪些类型可以拥有Class对象
1. class：所有的类
2. interface：接口
3. []:数组
4. enum：枚举
5. annotation：注解
6. primitive type：基本数据类型
7. void
package com.gaopeng.reflection;
import java.lang.annotation.ElementType;
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class; //类
Class c2 = Runnable.class; //接口
Class c3 = String[].class; //数组
Class c4 = String[][].class; //二维数组
Class c5 = Override.class; //注解
Class c6 = Integer.class; //内置基本类型
Class c7 = ElementType.class; //枚举
Class c8 = Class.class; //Class
Class c9 = void.class; //void
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);
//同一种类型 同一个维度 使用的是同一个class对象
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
int[][] c = new int[10][10];
int[][] d = new int[100][10];
String[] e = new String[10];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
System.out.println(c.getClass().hashCode());
System.out.println(d.getClass().hashCode());
System.out.println(e.getClass().hashCode());
/*
* class java.lang.Object
interface java.lang.Runnable
class [Ljava.lang.String;
class [[Ljava.lang.String;
interface java.lang.Override
class java.lang.Integer
class java.lang.annotation.ElementType
class java.lang.Class
void
460141958
460141958
1163157884
1163157884
1956725890
* */
}
}
- 类的加载与ClassLoader
- Java内存分析
- 类的加载过程
- 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）过程
- 初始化：
- 执行类构造器clinit方法的过程，类构造器clinit方法是由编译器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，不是构造改了类对象的构造器(构造方法)）
- 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，如果一直有父类就一直到Object
- 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，然后再堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口
- 标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载类加载器中，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
- Java内存分析
package com.gaopeng.classloader;
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
//获取 系统类加载器
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader);
//获取 扩展类加载器---系统类加载器的父类
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);
//获取 根加类载器---扩展类加载器的父类
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);//根类加载器无法直接获取
//使用反射获取一个类是由什么类加载器加载的
ClassLoader demo01Class = Demo01.class.getClassLoader();
System.out.println(demo01Class);//由系统下载器加载
//查看object是由什么类加载
ClassLoader classLoaderObject = Object.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoaderObject);
//查看哪些路径下的类可以被加载
String property = System.getProperty("java.class.path");
System.out.println(property);
//双亲委派机制，加载一个类的时候会再加载其中查询类是否存在，如果存在会使用jdk原有的不会使用我们自定义的
/*
* sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586
null
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
null
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\charsets.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\deploy.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\dnsns.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\jaccess.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\localedata.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\nashorn.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\sunec.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\ext\zipfs.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\javaws.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\jce.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\jfr.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\jfxswt.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\jsse.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\management-agent.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\plugin.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\resources.jar;
D:\JDK8-lanqiao\jdk\jre\lib\rt.jar;
D:\IdeaProjects\JavaSE_Study\out\production\JavaSE01;
D:\IDEA\IntelliJ IDEA 2021.1.3\lib\idea_rt.jar
* */
}
}
- 创建运行时类的对象
- 有了class对象能做什么？
- 创建类得对象：调用Class对象的newInstance()方法
- 类必须有一个无参构数的构造器
- 类的构造器的访问权限需要足够
- 没有无参构造器可以创建对象吗？操作的时候明确调用类中的构造器，并传递参数，才可创建对象
- 步骤：
- 通过class对象获取getDeclaredConstructor(Class parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
- 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
- 通过Constructor创建对象
- 获取运行时类的完整结构
4. 根据类对象获取类得属性和方法
package com.gaopeng.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class<Person> personClass = Person.class;
//获得类的名字---全包名
System.out.println(personClass.getName());
//类名
System.out.println(personClass.getSimpleName());
//获得类得属性---获得public修饰得属性
Field[] fields =personClass.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
//获得所有属性
Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println(declaredField);
}
//获取指定属性
Field name = personClass.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获取类得方法---包含object的方法
Method[] methods = personClass.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
//获得自己得方法
Method[] declaredMethods = personClass.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
System.out.println(declaredMethod);
}
//获得构造器
System.out.println("---------------");
Constructor<?>[] constructors = personClass.getConstructors();
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
Constructor<Person> constructor = personClass.getDeclaredConstructor();
System.out.println(constructor);
}
}
- 调用运行时类的指定结构
- 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，并设置此方法操作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。
- 若原方法声明为private，需要再使用invoke之前，显式的调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可对方法和属性进行操作。
- Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
- setAccessible作用：使得私有的属性和方法也可以访问，同时提高反射的效率(如果一个属性或方法需要频繁调用)
- 调用指定的方法
package com.gaopeng.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
//直接使用class对象创建对象
Class<Person> personClass = Person.class;
Person person = personClass.newInstance();
System.out.println(person);
//获取构造器创建对象
Class<?> aClass = Class.forName("com.gaopeng.reflection.Person");
Constructor<?> constructor1 = aClass.getDeclaredConstructor(String.class);
Person gaopeng = (Person) constructor1.newInstance("gaopeng");
System.out.println(gaopeng);
//使用对象中的方法
gaopeng.setName("啊啊啊");
System.out.println(gaopeng.getName());
//通过反射操作方法
Method setName = aClass.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(gaopeng,"钱钱钱");
System.out.println(gaopeng.getName());
//通过反射操作属性
Field name = aClass.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);//操作私有属性时需要开设置安全检查的开关为true
name.set(gaopeng,"哈哈哈");
System.out.println(gaopeng.getName());
}
}
//setAccessible的性能对比
//反射操作很耗性能
package com.gaopeng.reflection;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
//setAccessible性能检测
public class Demo05 {
//普通方式
public static void test1(){
Person person = new Person();
long start=System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
person.getName();
}
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println(end-start);
}
//反射方式
public static void test2() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InstantiationException {
Class<Person> personClass = Person.class;
Person person = personClass.newInstance();
Method getName = personClass.getDeclaredMethod("getName");
long start=System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
getName.invoke(person);
}
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println(end-start);
}
public static void test3() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class<Person> personClass = Person.class;
Person person = personClass.newInstance();
Method getName = personClass.getDeclaredMethod("getName");
getName.setAccessible(true);
long start=System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
getName.invoke(person);
}
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println(end-start);
}
public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InstantiationException {
test1();//3ms
test2();//262ms
test3();//122ms
}
}
- 反射操作泛型
package com.gaopeng.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 Demo06 {
public void test1(Map<String,Person> map,List<Person> list){
System.out.println("test1");
}
public Map<String,String> test2(){
System.out.println("test2");
return null;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Method method = Demo06.class.getDeclaredMethod("test1", Map.class, List.class);
//获取方法参数类型
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
System.out.println(genericParameterTypes);
//获取泛型信息
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println("~" + genericParameterType);
if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) {
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
//获取真实的泛型信息
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
Method method2 = Demo06.class.getDeclaredMethod("test2");
//获取方法参数类型
Type genericParameterTypes2 = method2.getGenericReturnType();
System.out.println(genericParameterTypes2);
//获取泛型信息
//获取真实的泛型信息
if (genericParameterTypes2 instanceof ParameterizedType) {
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterTypes2).getActualTypeArguments();
//获取真实的泛型信息
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println("!"+actualTypeArgument);
}
}
}
}
1. java采用泛型擦除机制来引入泛型，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，但是一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除
2. 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归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型
3. ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection<String>
4. 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
5. TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口
6. WildcardType：代表一种通配符类型表达式
- 反射操作注解
package com.gaopeng.reflection;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
Class<Test> test = Test.class;
Annotation[] annotations = test.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//根据指定的注解获取他的值
DBName annotation = test.getAnnotation(DBName.class);
System.out.println(annotation.value());
//获得属性的注解的值
Field name = test.getDeclaredField("name");
FiledName annotation1 = name.getAnnotation(FiledName.class);
System.out.println(annotation1.toString());
}
}
@DBName("db_test")
class Test{
@FiledName(name = "name",type = "varchar",size = 10)
private String name;
private int age;
public Test() {
}
public Test(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
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 "Test{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
@Target(ElementType.TYPE)//作用范围--类
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//作用时段
@interface DBName{
String value();
}
@Target(ElementType.FIELD)//作用范围--属性
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//作用时段
@interface FiledName{
String name();
String type();
int size();
}
浙公网安备 33010602011771号