注解和反射学习笔记
前言:学习B站UP主狂神说[注解和反射]学习笔记整理
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注解
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"@注释名"在代码中存在的，还可以添加一些参数值,例如:@SuppressWarnings(value="unchecked").//抑制警告
Annotation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
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写超类中的另一个方法声明.
@Deprecated: 定义在java.lang.Deprecated中,此注释可以用于修辞方法﹐属性,类，表示不鼓励程序员使用这样的元素,通常是因为它很危险或者存在更好的选择．(表示已过时的方法)
@suppressWarnings :定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时的警告信息.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")
√@SuppressWarnings("unchecked")
√@SuppressWarnings(value={"unchecked" ,"deprecation"})
√等等…
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.〔(@Target , @Retention ,@Documented , @lnherited )
@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@Document:说明该注解将被包含在javadoc中(生成使用文档)@Inherited:说明子类可以继承父类中的该注解
自定义注解
package cn.annotation;
import java.lang.annotation.*;
//自定义注解
@MyAnnotation(value = "郑在稿",age = 13)
public class Test {
//注解可以显示赋值,如果没有默认值 就必须给注解赋值
@MyAnnotation(value = "王根基",id = 666)
public void Test1(){
}
}
//定义注解 @Target注解可以定义在方法和类上
@Target(value ={
ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME) //定义注解在运行时有效
@Documented //生成文档
@Inherited //子类可以继承父类的注解
@interface MyAnnotation {
//注解的参数:参数类型+参数名+(); 如果没用默认值会报错 可以通过default 定义默认值
String [] value() default "";
int age() default 0;
int id () default -1;//如果有默认值为-1 代表不存在
}
反射
Java反射机制概述
静态与动态语言
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
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。
function f() {
var x = "var a =3; var b =5;alert(a+b)";
eval(x);//执行的时候 将字符串转换成加法运算
}
静态语言
与动态语言相对应的，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Java可以称之为“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于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
Class c = Class.forName("java.lang.String");
加载完类之后，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
反射机制提供的功能
1.在运行时判断任意一个对象所属的类
2.在运行时构造任意一个类的对象
3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
4.在运行时获取泛型信息
5.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
6.在运行时处理注解
7.生成动态代理
反射的优缺点
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，我们希望做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。
反射相关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类获取Class实例
一个类在内存中只有一个class对象
获取Class实例的方式
1.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 =user.getClass();
3.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forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
Class c1 = Class.forName("cn.User");
4.内置基本数据类型可以直接用类名.Type
Class c1 = Integer.TYPE;
5.获取父类类型
Student student = new Student();
//获取父类类型
Class c2 = student.getClass();
Class superclass = c2.getSuperclass();
6.还可以利用ClassLoader我们之后讲解
哪些类可以有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
interface:接口
[]: 数组
enum:枚举
annotion:注解@interface
primitive type: 基本数据类型
void
类加载与ClassLoader(类加载器)
内存分析
类加载概念
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去的运行时数据结构,然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
链接:
将Java类型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)的过程
初始化:
- 执行类构造器
- 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
类的加载需要完成三步:
1.加载:将Class加载到 方法区,产生一个对应的Class对象(每一个类都会产生Class对象)
2.链接:将对象放进堆中,为变量设置默认值
3.初始化:在 栈 中通过
什么时候会发生类的初始化
类的主动引用(一定会发送类的初始化)
- 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,则先会初始化它的父类
类的被动引用(不会发送类的初始化)
- 当访问一个静态域时,只有真正声名这个域的类才会初始化,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)
类加载器的作用
类加载器分为三种:
1.引导类加载器 :用C++编写的,JVM自带的类加载器 负责Java平台的核心库
2.扩展类加载器 :负责jrellib/ext目录下的jar包或-D va.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作库
3. 系统类加载器 :负责java-classpath或-Djava.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，是最常用的加载器
测试:
public class Test03 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//获取系统类加载器
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader);
//获取系统类加载器的父类加载器-->扩展类加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
//获取扩展类加载器的父类加载器-->根加载器 (获取不到返回null)
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
//测试当前类是哪个加载器加载的
Class<?> name = Class.forName("cn.annotation.Test03");
System.out.println(name);
//测试JDK内置类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
}
}
反射API基本使用
获取类的全部信息
//获取类的信息
public class test04 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class<?> aClass = Class.forName("cn.annotation.User");
//获取类的名字
System.out.println(aClass.getName());//获得包名 类名
System.out.println(aClass.getSimpleName());//获得类名
//获得类的属性
Field[] fields = aClass.getFields(); //只能找到Public属性
Field[] f2 = aClass.getDeclaredFields();//找到全部的属性
for (int i = 0; i < f2.length; i++) {
System.out.println(f2[i]);
}
//获取指定属性
Field id = aClass.getField("name");//只能获取public属性
Field id1 = aClass.getDeclaredField("id");//获取私有属性
//获取类的方法
Method[] methods = aClass.getMethods();//获取本类或者父类的全部Public方法
Method[] methods1 = aClass.getDeclaredMethods();//获取本类的所有方法
//获取指定方法
Method getName = aClass.getMethod("getName", null);
Method setName = aClass.getMethod("setName", String.class);
//获取构造器
Constructor<?>[] constructors = aClass.getConstructors();//获取本类或父类全部public构造方法
Constructor<?>[] declaredConstructors = aClass.getDeclaredConstructors();//获取本类构造方法
//获取指定构造器
Constructor<?> constructor = aClass.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class, Integer.class);
}
}
通过反射创建Class对象
方式一:
调用Class对象的newInstance()方法
//获取Class对象
Class<?> c1 = Class.forName("cn.annotation.User");
//构造一个对象
User o = (User) c1.newInstance();
此方法前提类必须有一个无参构造方法且构造器的访问权限足够
方式二:
通过构造方法来创建对象
//通过构造器创建对象
Class<?> c2 = Class.forName("cn.annotation.User");
//获取构造器
Constructor<?> constructor = c2.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user = (User)constructor.newInstance("王根基", 001, 12);
通过反射操作方法
使用setName.invoke();激活一个方法的使用
//获取Class对象
Class<?> c1 = Class.forName("cn.annotation.User");
//构造一个对象
User o = (User) c1.newInstance();
//获取指定方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
//invoke激活 参数(对象,方法的值)
setName.invoke(o,"郑在稿");
System.out.println(o.getName());
通过反射操作属性
Class<?> c1 = Class.forName("cn.annotation.User");
//通过反射操作属性
User o1 = (User) c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
name.set(o1,"王根基与郑根基");
System.out.println(o1.getName());
运行时报错
这是告诉我们不能直接操作私有属性
我们可以通过name.setAccessible(true);关闭权限检测
完整代码如下:
Class<?> c1 = Class.forName("cn.annotation.User");
//通过反射操作属性
User o1 = (User) c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);//关闭权限检测
name.set(o1,"王根基与郑在稿");
System.out.println(o1.getName());
setAccessible(true);`关闭安全检测有助于提升反射性能
测试关闭安全检测对性能的提升
//测试关闭安全检测
public class TestAccessible {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
test1();
test2();
test3();
}
//普通方法
public static void test1(){
long one = System.currentTimeMillis();
User user = new User();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
user.getName();
}
long two = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方法:"+(two-one));
}
//反射调用
public static void test2() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
long one = System.currentTimeMillis();
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long two = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射调用:"+(two-one));
}
//关闭安全检测
public static void test3() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException {
long one = System.currentTimeMillis();
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long two = System.currentTimeMillis();
System.out.println("关闭安全检测:"+(two-one));
}
}
通过反射操作泛型
//通过反射操作泛型
public class Test06 {
//入参的泛型
public void test01(Map<String,User> map, List<User> list){
System.out.println("hellworld");
}
//返回值的泛型
public Map<String,User> test02(){
return null;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
//获取Class对象
Method method = Test06.class.getDeclaredMethod("test01", Map.class, List.class);
//获取传入方法参数类型
Type[] types = method.getGenericParameterTypes();//获取方法入参的参数类型
//遍历
for (Type t: types) {
System.out.println("#"+t);//打印类型 Map List
if (t instanceof ParameterizedType){
//泛型的参数类型 是否等于结构化参数类型
Type[] type = ((ParameterizedType) t).getActualTypeArguments();//如果是则强转 获取到泛型
for (Type y: type) {
System.out.println(y);//打印泛型
}
}
}
//获取Class对象
Method method2 = Test06.class.getMethod("test02",null);
Type types1 = method2.getGenericReturnType();//获取返回值参数类型
if (types1 instanceof ParameterizedType){
//泛型的参数类型 是否等于结构化参数类型
Type[] type = ((ParameterizedType) types1).getActualTypeArguments();//如果是则强转 获取到泛型
for (Type y: type) {
System.out.println(y);//打印泛型
}
}
}
}
通过反射操作注解
定义注解
//类名注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table{
String value();
}
//属性的注解
//类名注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldName{
String columnName();
String type();
int length();
}
将注解设置在类名和属性上
//实体类
@Table("db_user")
class User{
@FieldName(columnName = "name",type = "varchar",length = 10)
private String name;
@FieldName(columnName = "id",type = "int",length = 10)
private int id;
@FieldName(columnName = "age",type = "int",length = 10)
private int age;
public User(){
}
public User(String name, int id, int age) {
this.name = name;
this.id = id;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getId() {
return id;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", id=" + id +
", age=" + age +
'}';
}
}
通过反射获取注解上的值
//测试反射
public class Test02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> aClass = Class.forName("cn.tony.testjdbc.vo.User");
//获取类上的全部注解
Annotation[] annotations = aClass.getAnnotations();
for (Annotation a:
annotations ) {
System.out.println(a);
}
//获得注解Value值
Table table = (Table)aClass.getAnnotation(Table.class);
System.out.println("获取注解上的值:"+table.value());
//获取指定字段上注解的值
Field name = aClass.getDeclaredField("name");
FieldName annotation = name.getAnnotation(FieldName.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.length());
System.out.println(annotation.type());
}
}
总结
