注解与反射
一、注解
1、注释定义
- 不是程序本身，可以对程序作出解释
- 可以被其他程序（如编译器）读取
- “@注释名”形式在代码中存在
- 可以附加在包、类、方法、字段等上面，能通过反射机制实现访问
2、内置注解
- @Override
- @Deprecated
- @SuppressWarnings
3、元注解
负责解释注解的其他注解
- @Target：描述注解的使用范围（这个注解可以用在什么地方）
- @Retention：需要在什么级别保存该注释信息，描述注解的生命周期（SOURCE < CLASS < RUNTIME ）
- @Document：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
4、自定义注解
- 用@interface自定义注解：public @interface 注解名{定义内容}
- 其中的每个参数成员声明了一个配置参数，方法名即参数名，返回类型为参数类型（返回值只能是基本类型，Class，String，enum）
- default能声明默认值
- 如果只有一个参数成员，一般为value，写的时候可以省略
- 注解元素必须有值
二、反射
1、Java反射机制
反射机制允许程序在执行期间借助反射API获得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性和方法（private修饰的也可以读到）。
正常方式：引入需要的包名 -> new实例化 -> 取得实例化对象的方法
反射：实例化对象 -> getClass()方法 -> 得到完整的包名
类加载完后，堆内存的方法区中产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象包含了完整的类的结构信息，可以通过这个对象看到类的结构即获取Class对象。
2、获取Class实例
- 已知具体类，通过类的class属性获取
- 已知某个类的实例，通过该实例的getClass()方法获取
- 已知一个类的全类名，且该类在类路径下，通过Class类的forName()静态方法获取，抛出ClassNotFoundException异常
- 内置基本数据类型可使用类名.TYPE
- 使用ClassLoadr
哪些类型有Class对象？
- class：外部类，内部类
- interface：接口
- []：数组
- enum：枚举
- annotation：注解@interface
- primitive type：基本数据类型
- void
只要元素类型与维度一样就是同一个Class
3、类加载
Java内存：
- 堆：存放new的对象和数组，线程共享
- 栈：存放基本变量类型（包含具体数值）和引用对象的变量（放这个引用在堆中的具体地址）
- 方法区：所有的class和static变量，线程共享
类加载的过程：
当程序主动使用某一个类时，如果该类还未被加载到内存中，系统会通过以下三个步骤对该类进行初始化：
类的加载 -> 类的连接 -> 类的初始化
- 类的加载：将类的class文件字节码内容加载到内存，将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，再生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
- 类的链接：将类的二进制数据合并到JRE中
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题（验证代码是否正确）
- 准备：为类变量（static）分配内存并设置类变量默认的初始值
- 解析：将虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）
- 类的初始化：JVM初始化
- 执行类构造器<clinit>()方法的过程。该方法会自动合并所有类变量的赋值操作和静态代码块中的语句。
- 当初始化一个类时，如果发现父类还没有初始化，会先触发父类的初始化
- 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中正确加锁和同步
什么时候会发生类初始化？
- 类的主动引用（一定会发生类的初始化）
- new一个类的对象时
- 虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
- 调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
- 使用反射包的方法对类进行反射调用
- 初始化一个类时如果父类没有被初始化，会先初始化其父类
- 类的被动引用（不会发生类的初始化）
- 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。（当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类的初始化
- 引用变量不会触发类的初始化，常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了
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为方法区的运行时数据结构。类加载到内存中后会在堆中生成一个代表这个类的Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
类缓存：类加载器可以查找类，一旦某个类被加载到类加载器中，将维持加载一段时间。JVM回收机制可以回收这些Class对象。
类加载器：
- 引导类加载器：负责Java核心库，无法直接获取 rt.jar
- 扩展类加载器：负责jre/lib/ext目录下的jar包
- 系统类加载器：负责java -classpath目录下的类与jar包
双亲委派机制：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。
4、创建运行时类的对象
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字段、Method方法、Constructor构造器、Superclass父类、Interface接口、Annotation注解
getFields()获取类的public属性
getDeclaredFields()获取类的所有属性
getField("XXX")获取指定属性
动态创建对象：
调用Class对象的newInstance()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要足够
没有无参构造器如何创建对象？
-----操作的时候明确调用类中的构造器，并将参数传递进去
1) 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class ...parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
2)向构造器中传递一个对象数组，该对象数组包含了构造器中所需的各个参数
3)通过Constructor实例化对象
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException { //获得class对象 Class c1 = Class.forName("org.hoxe.reflection.User"); //通过反射构造一个对象 -> 本质上是调用了类的无参构造器，如果没有无参构造器会报错 User user = (User)c1.newInstance(); System.out.println(user); //没有无参构造函数 -> 通过构造器创建一个对象 Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class); User user1 = (User) constructor.newInstance("hx", 1, 18); System.out.println(user1); //通过反射调用方法 User user2 = (User)c1.newInstance(); //通过反射获取一个方法 Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class); //通过反射操作一个方法：invoke（对象，方法的值） setName.invoke(user2, "hh"); System.out.println(user2); //通过反射操作属性 User user3 = (User)c1.newInstance(); Field name = c1.getDeclaredField("name"); //不能直接操作私有属性 -> 要操作私有属性要用setAccessible -- 设置是否可获取 name.setAccessible(true); name.set(user3, "无名氏"); System.out.println(user3.getName());
Method、Field、Constructor对象都有setAccessible()方法设置是否可访问，可以提高反射效率。
5、反射操作泛型
ParameterizedType：表示一种参数化类型，如Collection<String>
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
TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口
WildcardType：代表一种通配符类型表达式
6、反射操作注解
//反射操作注解 public class reflectionAnnotationTest { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException { Class c1 = Class.forName("org.hoxe.reflection.PersonExample"); //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 TableAnnotation table = (TableAnnotation)c1.getAnnotation(TableAnnotation.class); String value = table.value(); System.out.println(value); //获得类指定的注解 Field f = c1.getDeclaredField("name"); FieldAnnotation annotation = f.getAnnotation(FieldAnnotation.class); System.out.println(annotation.columnName()); System.out.println(annotation.type()); System.out.println(annotation.length()); } } @TableAnnotation("db_person") class PersonExample{ @FieldAnnotation(columnName = "db_id", type = "int", length = 10) private int id; @FieldAnnotation(columnName = "db_age", type = "int", length = 10) private int age; @FieldAnnotation(columnName = "db_name", type = "varchar", length = 10) private String name; public PersonExample() { } public PersonExample(int id, int age, String name) { this.id = id; this.age = age; 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; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "PersonExample{" + "id=" + id + ", age=" + age + ", name='" + name + '\'' + '}'; } } //类名的注解 @Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @interface TableAnnotation{ String value(); } //属性的注解 @Target({ElementType.FIELD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @interface FieldAnnotation{ String columnName(); String type(); int length(); }
浙公网安备 33010602011771号