Java反射和泛型----你真的不知道哟！

Java反射和泛型----带你通向光明顶

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目录

1. Java反射---基础巩固 

1.1Class概述

1.2 Field概述

1.3Method概述

1.4 Constructor概述

2. 注解（Annotation）

2.1 Annotation概述

2.2 使用元注解

2.3 自定义注解

2.4 使用反射API读取注解

3. 泛型---基础巩固 

4. 泛型---擦拭法 

5. 泛型---通配符 

5.1 extends通配符

5.2 super通配符 

5.3 无限定通配符

6. 反射与泛型

 

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1. Java反射---基础巩固 

 

1.1Class概述

Class实例比较和instanceof的差别：

从Class实例获取class信息：

• getName( )
• getSimpleName( )
• getPackage( )

从Class实例判断class类型：

• isInsterface( )
• isEnum( )
• isArray( )
• isPrimitive( ) —— 判断是否是基本类型，如int、double等

创建class实例：

• newInstance( )

动态加载

•  利用JVM动态加载class的特性，可以在运行期根据条件加载不同的实现类

class总结

• JVM为每个加载的class创建对应的Class实例来保存class的所有信息
• 获取一个class对应的Class实例后就可以获取该class的所有信息 
• 通过Class实例获取class信息的方法称为Reflection
• JVM总是动态加载class，可以在运行期根据条件控制加载class

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1.2 Field概述

通过Class实例获取field信息：

• getField(name)：获取某个public的field（包括父类）
• getDeclaredField(name)：获取当前类的某个field（不包括父类）
• getFields()：获取所有public的field（包括父类）
• getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）

Field对象：（包含一个field的所有信息）

• getName()
• getType()
• gtModifiers() —— 获取修饰类型

获取和设置field的值：（对static类型也能操作）

• get(Object)获取一个实例的该字段
• set(Object,Object)设置一个实例的该字段值

提示： setAccessibl(true)可能失败

• 定义了SecurityManager
• SecurityManager的规则阻止了对该Field设置accessible，例如：当规则应用于所有的java和javax开头的package的类

Field总结 

• Field对象封装了字段的所有信息
• 通过Class实例的方法可以获取Field实例：getField/getFields/getDeclaredField/getDeclaredFields
• 通过Field实例可以获取字段信息：getName/getType/getModifiers
• 通过Field实例可以读取或设置某个对象的字段：get(Object)/set(Object,Object)

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1.3Method概述

通过Class实例获取method信息：

• getMethod(name,Class...)：获取某个public的method（包括父类）
• getDeclaredMethod(name,Class...)：获取当前类的某个method（不包括父类）
• getMethods()：获取所有public的method（包括父类）
• getDeclaredMethods()：获取当前类的所有method（不包含父类)

Method对象：（包含一个method的所有信息）

• getName()
• getReturnType()
• getParameterType()
• getModifiers()

Method方法调用：

• Object invoke(Object) —— 调用无参method

• Object invoke(Object,Object...) —— 调用有参method

 提示： setAccessibl(true)可能失败

多态

从Person,class获取的Method作用于Student实例时：

• 实际调用方法是Student覆写的方法
• 保证了多态的正确性

Method总结 

• Method对象封装了方法的所有信息
• 通过Class实例的方法可以获取Method实例：getMethod/getMehtods/getDeclaredMethod/getDeclaredMethods
• 通过Method实例可以获取方法信息：getName/getReturnType/getParameterTypes/getModifiers
• 通过Method实例可以调用某个对象的方法：Object invoke(Object instance,Object...parameters)
• 通过设置setAccessible(true)来访问非publuc方法

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1.4 Constructor概述

Class.newInstance()只能调用public无参数构造方法

Constructor对象包含一个构造方法得到所有信息，可以创建一个实例：

通过Class实例获取Constructor信息

• getConstructor(Class...)：获取某个public的Constructtor
• getDeclaredConstructor(Class...)：获取某个Constructor
• getConstructors()：获取所有public的Constructor
• getDeclaredConstructors()：获取所有Constructor

 提示： setAccessibl(true)可能失败

Constructor总结

• Constructor对象封装了构造方法的所有信息
• 通过Class实例的方法可以获取Constructor实例：getConstructor/getConstructors/getDeclaredConstructor/getDeclaredConstructors
• 通过Constructor实例可以创建一个实例对象：newInstance(Object...parammeters)
• 通过设置setAccessible(true)来访问非public构造方法 

其他反射

获取父类的Class：

• Class getSuperclass()
• Object的父类是null
• intrface的父类是null

获取当前类直接实现的interface：

• Class[] getInterfaces()
• 不包括间接实现的interface
• 没有interface的class返回空数组
• interface返回继承的interface

判断一个向上转型是否成立：

• bool isAssignableFrom(Class)

提示：Number下有多个实现类，无法转型为Integer

利用以上反射遍历指定class下的所有interfaces：

其他反射总结

• 通过Class对象可以获取继承关系：getSuperclass() 、getInterfaces()
• 通过Class对象的isAssignableFrom()方法可以判断一个向上转型是否正确

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2. 注解（Annotation）

2.1 Annotation概述

• 注解是放在Java源码的类、方法、字段、参数前的一种标签

注解的作用：

• 注解本身对代码逻辑没有任何影响
• 如何使用注解由工具决定

编译器可以使用的注解：

• @Override：让编译器检查该方法是否正确地实现类覆盖
• @Deprecated：告诉编译器该方法已经被标记为“作废”，在其他地方引用将会出现编译警告
• @SuppressWarnings

注解定义配置参数：

• 配置参数由注解类型定义
• 配置参数可以包括：所有基本类型、String、枚举类型、数组
• 配置参数必须为常量

• 缺少某个配置参数将使用默认值
• 如果只写常量，相当于省略了value参数
• 如果只写注解，相当于全部使用默认值

注解概述总结

• 注解（Annotation）是Java语言用于工具处理的标注
• 注解可以配置参数，没有指定配置的参数使用默认值
• 如果参数名称为value可以省略参数名称

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2.2 使用元注解

使用@interface定义注解：——非元注解

• 注解的参数类似无参数方法
• 可以设定一个默认值（推荐）
• 把最常用的参数命名为value（推荐）

使用@Target定义Annotation可以应用于源码的哪些位置：

• 类或接口：ElementType.TyPE
• 字段：ElementType.FIELD
• 方法：ElementType.METHOD
• 构造方法：ElementType.CONSTRUCTOR
• 方法参数：ElementType.PARAMETER

使用@Retention定义Annotation的生命周期：

• 仅编译期：RetentionPolicy.SOURCE
• 仅class文件：RetentionPolicy.CLASS
• 运行期：RetentionPolicy.RUNTIME

如果@Retention不存在，则该Annotation默认为CLASS；通常自定义的Annotation都是RUNTIME。

Annotation的生命周期： 

• RetentionPolicy.SOURCE：编译器在编译时直接丢弃@Override
• RetentionPolucy.CLASS：该Annotation仅存储在class文件中
• RetentionPolicy.RUNTIME：在运行其可以读取该Annotation

使用@Repeatable定义Annotation是否可重复：

• JDK>=1.8

使用@Inherited定义子类是否可继承父类定义的Annotation

• 仅针对@Target为TYPE类型的Annotation
• 仅针对class的继承
• 对interface的继承无效

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2.3 自定义注解

定义注解的步骤：

• 用@interface定义注解
• 用元注解（meta annotation）配置注解：Target必须设置、Retention一般设置为RUNTIME、通常不必写@Inherited和@Repeatable等
• 定义注解参数和默认值

举个例子

自定义注解总结 

• 使用@interface定义注解
• 可定义多个参数和默认值，核心参数使用value名称
• 必须设置@Target来指定Annotation可以应用的范围
• 应当设置@Retention为RUNTIME便于运行期读取该Annotation

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2.4 使用反射API读取注解

如何读取RUNTIME类型的注解：

• Annotation也是class
• 所有Annotation继承自java.lang.annotation.Annotation
• 使用反射API

使用反射API读取Annotation:

• Class.isAnnotationPresent(Class)
• Field.isAnnotationPresent(Class)
• Method.isAnnotationPresent(Class)
• Constructor.isAnnotationPresent(Class)

动态判断注解

反射API读注解总结

• 可以在运行期通过反射读取RUNTIME类型的注解，不要漏写@Rentention(RetentionPolicy.RUNTIME)
• 可以通过工具处理注解来实现相应的功能：对JavaBean的属性值按规则进行检查、JUnit会自动运行@Test注解的测试方法

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3. 泛型---基础巩固 

泛型概述

泛型就是定义一种模板，例如ArrayList

• 在代码中为用到的类创建对应的ArrayList<类型>，如：ArrayList strList=new ArrayList();
• 编译器针对类型做检查：strList.add("hello");  strList.add(new Integer(123)); //compile error!

泛型的继承关系

• ArrayList实现了List接口：可以向上转型

注：不能把ArrayList向上转型为ArrayList或List，因为ArrayList和ArrayList之间没有继承关系。代码如下：

泛型总结

• 泛型就是编写模板代码来适应任意类型
• 不必对类型进行强制转换
• 编译器将对类型进行检查
• 注意泛型的继承关系

使用泛型 

• List list = new ArrayList<>(); 可以省略类型，编译器能自动推断出类型

• Arrays.sort()中的排序的自定义类型需要实现Comparable泛型接口：

总结

• 使用泛型时，把泛型参数替换为需要的class类型：List list = new ArrayList<>();
• 不指定泛型参数类型时，编译器会给出警告，且只能将视为Object类型

编写泛型

如何编写一个泛型类：

• 按照某种类型编写类，例如：String
• 标记所有的特定类型
• 把特定的类型替换为T，并声明

泛型类型不能用于静态方法：

• 编译错误
• 编译器无法在静态字段或静态方法中使用泛型类型
• 静态方法需要单独写成“泛型”，使用另一个泛型

泛型可以定义多种类型

• 使用类型

编写泛型总结

• 编写泛型时需要定义泛型类型：public class Pair{...}
• 静态方法不能引用泛型类型,必须定义其他类型来实现“泛型”：public static create(K first,K last){...}
• 泛型可以同时定义多种类型：public class Pair{...}

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4. 泛型---擦拭法 

擦拭法

• 编译器把类型视为Object

• 编译器根据实现安全的强制转型

擦拭法局限性

• 无法取得带泛型的Class
• 无法判断带泛型的Class

• 不能实例化T类型
• 因为擦拭后实际上是new Object()
• 实例话T类型必须借助Class

分析equals方法：

泛型继承

 可以继承自泛型类：

• 父类的类型是Pair，子类的类型是IntPair
• 子类可以获取父类的泛型类型Integer

注：Type继承结构

获取父类泛型类型

总结

• Java的泛型采用擦拭法实现
• 擦拭法决定了泛型：

不能是基本类型

不能获取带泛型类型的Class，如Pair.class

不能判断带泛型类型的类型，如public boolean equals(T obj) 

不能判断带泛型类型的类型，如x instanceof Pair

不能实例化T类型，如new T()

泛型方法要防止重复定义方法，如public boolean equals(T obj)

• 子类可以获取父类的泛型类型

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5. 泛型---通配符 

5.1 extends通配符

泛型的继承关系：

• Pair不是pair的子类
• add()不接受Pair
• 使用使方法接收所有泛型类型为Number或Number子类的Pair类

对Pair调用getFirst()方法：

• 方法签名：? extends Number getFirst()
• 可以安全赋值给Number类型的变量：Number x=p.getFirst();
• 不可以预测实际类型就是Integer：Integer x=p.getFirst();

的通配符：

• 允许调用get方法获取Number的引用
• 不允许调用set方法传入Number的引用
• 唯一例外：可以调用setFirst(null)

extends总结

• 使用类似通配符作为方法参数时表示：

1. 方法内部可以调用获取Number引用的方法Number n=obj.getXxx()
2. 方法内部无法调用传入Number引用的方法obj.setXxx(Number n) ----（null除外）

• 使用类似定义泛型类型时表示：泛型类型限定为Number或Number的子类

5.2 super通配符 

泛型的继承关系：

• 使用使方法接收所有泛型类型为Integer或Integer超类的Pair类

对Pair调用setFirst()方法：

• 方法签名：void setFirst(? super Integer)
• 可以安全传入Integer类型的变量：p.setFirst(new Integer(123));

对Pair调用getFirst()方法：

• 方法签名：？super Integer getFirst()
• 无法赋值给Integer类型的变量

的通配符：

• 允许调用set方法传入Integer的引用
• 不允许调用get方法获得Integer的引用
• 唯一例外：可以获取Object引用Object 0 = p.getFirst();

 

extends和super比较 

方法参数为和方法参数为的区别：

• 允许调用方法获取T的引用
• 允许调用方法传入T的引用

5.3 无限定通配符

的通配符：

• 不允许调用set方法（null除外）
• 只能调用get方法获取Object引用
• Pair和Pair不同

 

• 可以引入泛型参数消除通配符

super测试Demo代码如下：

 

super&无限定通配符总结 

• 使用类似通配符作为方法参数时表示：

1. 方法内部可以调用传入Integer引用的方法obj.setXxx(Integer n)
2. 方法内部无法调用获取Integer引用的方法（Object除外）

• 使用类似定义泛型类时表示：泛型类型限定为Integer或Integer的超类
• 无限顶通配符很少使用，可以用替换

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6. 反射与泛型

部分反射API是泛型

Class是泛型：

• T newInstance()
• Class getSuperclass()

Costructor是泛型：

泛型数组

可以声明带泛型的数组，但不能用new创建带泛型的数组：

必须通过强制实现带泛型的数组：

 

不安全 VS 安全使用带泛型的数组：

带泛型的数组实际上是编译器的类型擦除：

不能直接创建T[ ]数组：

• 擦拭后代码变为new Object[5]
• 必须借助Class

利用可变参数创建T[ ]数组：

• @SafeVarargs消除编译器警告

总结

• 部分反射API是泛型：Class 、Constructor
• 可以声明带泛型的数组，但不能直接创建带泛型的数组，必须强制转型
• 可以通过Array.newInstance(Class,int)创建T[ ]数组，需要强制转型 

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感觉打开了新世界------哈哈，加油，一起在现有知识基础上学习新知识！

                                                             谢谢阅读              ----知飞翀