注解与反射
什么是注解
- 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@注解名在代码中存在的,还可以添加一些参数值列如@SuppressWarings(Value=unchecked)
- Annotatin在哪里使用?
- 可以附加在packge 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素的访问
内置注解
-
@Override:定义在Java.lang.Override中,此注释只适用于修辞方法,表示一个方法声明打算重现超类中的另一个方法声明
-
@Deprecate:定义在java.lang.Deprecated中,此注释可以用于修辞方法,属性,类,表示不鼓励程序员适用这样的元素,通常是因为他很危险或者存在更好的选择
-
SuppressWarning:定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时的浸膏信息
- 与前两个注释有所不同,你需要添加一个参数才能正确使用,这些参数都是已经定义好了的我们选择性的使用就好了
√@SuppressWarnings("all")
√@suppressWarnigs("unchecked)
√@suppressWarnigs("Value={"unchecked","deprecation"})
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
-
这些类型和它们所支持的类在Java.lang.annotation包中可以找到.(@Targget,@Retention,@Documented,@inherilted)
- @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)
- @Retention:表示在什么级别保存该注解信息,用于描述注解的生命周期
- (SOUREC<CLASS<RUNTIME)
- @Document:说明该注解将包含在javadoc中
- @inherited:说明子类可以继承父类中的该注解
package com.kuang.lesson02; import java.lang.annotation.*; import java.util.logging.ErrorManager; //测试元注解 @MyAnnotation public class Test02 { @MyAnnotation public static void main(String[] args) { } } //@Tatget表示我们的注解可以用在那些地方 @Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})//元素注解只能定义在方法和类上面 @Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)//表示我们的注解在什么时候有效 @Documented//表示是否将我们的注解放到文档中 @Inherited//表示子类可以继承父类的所有注解 @interface MyAnnotation{ }
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@inteface 注解名
- 其中的每一个方法就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
- 如果这一一个参数成员,一般参数名为value
- 注解元素必须要有值,我们在定义注解元素时,经常使用空字符串,0作为默认值
package com.kuang.Lesson01;
import java.lang.annotation.*;
public class tESTY {
//注解可以显示赋值,如果没有默认值,我们必须个给注解赋值
@MyAnnotation(name = "我找你谷歌")
public static void main(String[] args) {
}
@MyAnnotation2("子义")
public static int a(){
return 0;
}
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation{
//注解的参数 数据类型,名字+();
String name() default "";
int id() default 0;
int age() default -1;//如果默认值为-1代表不存在
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@interface MyAnnotation2{
String value();
}
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,甚至代码可以被引进,已有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
- 主要动态语言:Object-c,C#,JavaScript,PHP,Python等
静态语言
- 对动态语言相对应的,运行时结构不可变的语言就是静态语言,如Java,c,c++
- Java不是动态语言,但是java可以称之"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Reflection API取得任何类的内部信息,并且能直接操作任意对象的内部属性和方法
- 加载完类之后,在堆内存的方法去中就产生出了一个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,这个对象就包含了完整的结构信息.我们可以通过这个对象看到类的结构,这对象就像一面镜子,透过这个镜子看到类的结构,所以我们形象的称之为:反射
class类
在objec类中定义了以下的方法，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，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称
package com.kuang.lesson02;
public class Test01 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//通过反射获得Class对象
Class<?> c1 = Class.forName("com.kuang.lesson02.Test01");
System.out.println(c1.hashCode());
Class<?> c3 = Class.forName("com.kuang.lesson02.Test01");
Class<?> c2 = Class.forName("com.kuang.lesson02.Test01");
System.out.println(c2.hashCode());
System.out.println(c3.hashCode());
//一个类只存在一个class对象
//一个类被加载后，整个类的对象都会被封装在class中
}
}
//实体类
class User{
private String name;
private int age;
private int id;
public User() {
}
public User(String name, int age, int id) {
this.name = name;
this.age = age;
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;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", id=" + id +
'}';
}
}
class类
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,某个类到底实现了那些接口,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对象包含了特点某个机构(class/interface/enum/annotaion/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对象对于的是一个加载到JVM中的一个.class文件
- 每个类的实例都会记得自己是由那个class实例所生成
- 通过class可以完整的得到一个类中所有被加载数据的结构
- 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
若已知具体的类,通过类的class属性获取,该方法最为安全可靠,程序可能性最高
Class clazz = Person.class;
已知某个类的实例,调用该实例的getClass()方法获取Class对象
class class = person.getClass()
已知一个类的全类名,且该类在类路径下,可通过class类的静态方法foName()获取,可能抛出ClassNoFoundException
Class clazz = Class.forName("demo01.Stndent")
内置基本数据可以直接使用类名.Tyoe
还可以利用ClassLoader之后我们讲解
package com.kuang.lesson02;
public class Test03 {
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();
//方式二通过forName获得
Class c2 = c1.forName("com.kuang.lesson02.Student");
//方式三通过类名.class获得
Class c3 = Student.class;
System.out.println(c1.hashCode());
System.out.println(c2.hashCode());
System.out.println(c3.hashCode());
//获得父类
Class superclass = c1.getSuperclass();
}
}
class Person {
public String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Persom{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person{
public Student() {
this.name = "王刚";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher() {
this.name = "子义";
}
}
那些类型可以有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.
- inteface:接口
- []:数组
- enum:枚举
- annotation:注解
- primitive:基本数据类型
- void
package com.kuang.Chat;
import java.lang.annotation.ElementType;
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class;//类
Class c2 = Comparable.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 = ElementType.class;//枚举
Class c7 = Integer.class;//基本类型
Class c8 = void.class;//Void
Class c9 = Class.class;//Class本身
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);
//只要元素类型一样就是同一个class
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
java内存分析
java内存分为三个部分
- 堆:存放new的对象和数据,可以被所有线程共享,不会存放别的对象引用
- 栈:存放基本变量类型(会包含这个基本类型的具体数值),引用对象的变量(会存放这个引用在堆里面的具体地址)
- 方法区:可以被所有线程共享,包含了所有的class和static变量
了解类的加载过程
当程序主动使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过如下三个步骤对对该类进行初始化
类的加载(Load) (将类的class文件读入到内存,并为之创建一个java,lang,Class对象,此过程由加载器完成) -----> 类的链接(Link) (将类的二进制数据合并到JRE中) ------>类的初始化(Initialize) (JVM负责对类进行初始化)
类的加载与ClassLOader 的理解
- 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,然后生产一个代表这个类的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
- 严重: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(常量名字)替换为直接引用(地址)的过程
- 初始化
- 执行类构造器
()方法的过程,类构造器 ()方法是有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
()方法在多线程环境中被正确加锁和同步
- 执行类构造器
package com.kuang.Lesson01;
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class对象
* 2.链接,链接结束后m=0
* 3.初始化
* <clinit>(){
* System.out.println("a类代码初始块");
* m = 300;
* m = 100;
* }
* m = 100;
*/
}
}
class A{
static {
System.out.println("a类代码初始块");
m = 300;
}
static int m = 300;
public A(){
System.out.println("A类的无参构造器");
m = 50;
}
}
什么时候发生类初始化
- 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调用
- 当初始化一个类,如果其父类没有被初始化,则会先初始化他父类
- 类的被动引用(不会发生类的初始化)
- 当访问一个静态域时,只有真正的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,不会导致子类初始化
- 通过数组定义类引用,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了)
package com.kuang.Chat;
public class Test06 {
static {
System.out.println("main方法加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// son son = new son();//主动引用
//反射也会产生主动引用
// Class.forName("com.kuang.Chat.son");
//什么时候不会初始化
// System.out.println(son.b);
// System.out.println(son.M);
}
}
class Father{
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class son extends Father{
static {
System.out.println("子类被加载");
m = 50;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
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
- 类缓存:标准的javaSe类加载器可以按要求查找类,一旦某个类被加载到类加载器中,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
类加载器的作用是用来把类(class)装载进内存的,JVM规范定义了如下类型的类的加载器
获取运行时类的完整结构
-
通过反射获得完整结构
File , Method , Constructor, Superclass,interface,Annotation
-
实现全部接口
-
继承的父类
-
全部的构造器
-
全部的方法
-
全部的Field
-
注解
package com;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class c1 = Class.forName("com.yes");
//获得类的名字
System.out.println(c1.getName());//获得包名+类名
System.out.println(c1.getSimpleName());//获得类名
//获得类的属性
Field[] fields = c1.getFields();//只能找打public属性
fields = c1.getDeclaredFields();//找到全部的属性
for (Field field:fields){
System.out.println(field);
}
//获得指定值的属性
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
System.out.println("=======");
Method[] method = c1.getMethods();//获得本类和父类的所哟public方法
for (Method method1 : method) {
System.out.println("正常的"+method1);
}
method = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的私有方法
for (Method method1 : method) {
System.out.println("method1"+method1);
}
//获得指定的构造器
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor f : constructors) {
System.out.println(f);
}
constructors = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
//获得指定构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
System.out.println(declaredConstructor);
}
}
小节
- 在实际的操作中,取得类的信息的操作代码,并不会经常开发.
- 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用,反射机制
- 如何取得熟悉,方法,构造器的名称,修饰符等.
有了class对象,能做什么?
- 创建类的对象:调用class对象的newInstance()方法
- 类必须要有一个无参构造器
- 类的构造器的访问权限需要足够
思考?难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗?只要在操作的时候明确的调用类中的构造器,并将参数传递进去之后,才可以实例化操作
-
步骤如下
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.想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
3.通过Constructor实例化对象
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,并设置此方法需要的参数类型
- 之后使用Object invoke(Object obj,Object[] arge)进行调用,并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息
Object invoke (object obj ,object ...args)
- Obj对应原方法的返回值,若原方法无返回值,此时返回null
- 若原方法为静态方法,此时形参Object , obj可为null
- 若原方法形参列表为空,则Object[] args为null
- 若原方法声明我private,这需要调用此invoke()方法钱,显示调用方法对象的setAccessible(true)方法,将可以访问peivate方法
setAccessible
- Method和field,Constructor对象都有setAccessible()方法
- setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
- 参数值位true则指示反射的对象在使用时应该取消java语言访问检查
- 提高反射的效率,如果代码中必须用反射,而该句代码需要频繁的被调用,那么请设置为True.
- 使得原本无法访问的私有成员也可以访问
- 参数值为false则指示反射的对象应该实施java语言访问检查
package com;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class test02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//获得class
Class c1 = Class.forName("com.user");
//创建class
// user o = (user)c1.newInstance();//本质上是调用了无参构造
// System.out.println(o);
// //通过构造器创建对象
// Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
// user user01 = (user)constructor.newInstance("子义", 15, 15);
// System.out.println(user01);
//通过反射调用普通方法
user user1 = (user)c1.newInstance();
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user1, "子义");//invoke激活的意思(对象,方法的值)
System.out.println(user1.getName());
//通过反射操作属性
System.out.println("6666666");
user user2 = (user)c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
//不能直接操作,带有私有属性的东西,我们需要关闭程序的安全检检测,属性和方法setAccessible(true);
name.setAccessible(true);
name.set(user2,"狂神2");
System.out.println(user2.getName());
}
}
package com;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
//分析性能问题
public class Test03 {
//普通方式调用
public static void test01(){
user user = new user();
long StarTime = System.currentTimeMillis();//开始的时间
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
user.getName();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方式:"+(endTime - StarTime)+"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.getDeclaredMethod("getName", null);
long StarTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方式:"+(endTime - StarTime)+"ms");
}
//反射方式调用,关闭检查
public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
user user = new user();
Class c1 = user.getClass();
long StarTime = System.currentTimeMillis();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("关闭检查:"+(endTime - StarTime)+"ms");
}
public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
test01();
test02();
test03();
}
}
反射操作泛型
-
java采用泛型擦除的机制来引入泛型,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,一旦搬移完成,所有和泛型有关的类型全部擦除
-
为了通过反射操作这些类型,java新增了ParameteizedType,GeneICArrayType,TypeVaiable和WlidcardType
几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型,但是又和原始类型启明的类型
-
ParameterIzedType:表示一种参数化类型,比如Collection
package com;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class Test05 {
public void test01(Map <String,user> map, List<user>list){
System.out.println("test01");
}
public Map<String,user> test02(){
System.out.println("test02");
return null;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Method method = Test05.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] genericExceptionTypes = method.getGenericParameterTypes();
for (Type genericExceptionType : genericExceptionTypes) {
System.out.println("#"+genericExceptionType);
}
}
}
package com;
import jdk.nashorn.internal.ir.annotations.Reference;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
public class Test45 {
//获得反射
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
Class<?> c1 = Class.forName("com.Student");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//获得注解Value的值
TableKuang annotation = c1.getAnnotation(TableKuang.class);//获得指定注解的值
String value = annotation.value();//通过值在弄出value
System.out.println(value);//打印即可
//获得指定类的注解
Field name = c1.getDeclaredField("age");//获得类其中的一个属性
FieldKuang annotation1 = name.getAnnotation(FieldKuang.class);//获得指定类的注解
System.out.println(annotation1.columnName());//获得值
System.out.println(annotation1.type());//或者值
System.out.println(annotation1.length());//获得值
}
}
@TableKuang("db-asd")
class Student{
@FieldKuang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
@FieldKuang(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@FieldKuang(columnName = "db_name",type = "Stringt",length = 3)
private String name;
public Student() {
}
public Student(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 "Student{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
//类注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableKuang{
String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldKuang{
String columnName();
String type();
int length();
}
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