Java注解与反射图解
1、注解
1.1、注解入门
- 注释： 给程序员看。（注解：Annotation）
- 注解： 既可以给程序员看，也可以给程序看。（注解：comment）
1.1.1、什么是注解
1.1.2、元注解
1、 @Target： 描述注解能够作用的位置 （使用频率高）
ElementType取值：
TYPE：可以作用于类上
METHOD：可以作用于方法上
FIELD：可以作用于成员变量上
2、 @Retention： 描述注解被保留的阶段 （使用频率高）
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)：
当前被描述的注解，会保留到class字节码文件中，并被JVM读取到
3、@Documented：描述注解是否被抽取到API文档中
4、 @Inherited：描述注解是否被子类继承
1.2、自定义注解
1.2.1、概念
1.2.2、自定义注解案例
public class AnnotationTest01 {
//注解可以显示复制，如果没有默认值，就必须要赋值
@MyAnnotation( name = "Neil",schools = {
"幼儿园A班", "学前班"})
public void test(){
}
//只有一个参数的时候可以省略value
@MyAnnotation1("Neil")
public void test2(){
}
}
//定义一个注解
//定义作用域只在方法上
@Target(value = {
ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
//表示注解在什么地方还有效（一般是RUNTIME）
// RUNTIME > CLASS > SOURCE
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation{
//注解的参数：参数类型 + 参数名()
String name() default ""; //默认值为空
int age() default 0;
int id() default -1; //如果默认值为-1，代表不存在
String[] schools();
}
@Target(value = {
ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
//表示注解在什么地方还有效（一般是RUNTIME）
// RUNTIME > CLASS > SOURCE
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation1{
String value(); //如果只有一个参数最好用value命名
}
2、反射
2.1、语言分类
1.2、Reflection
1.2.1、基本原理
1.2.2、Java反射机制提供的功能
1.2.3、Java反射的优点和缺点
1.2.4、反射主要相关的API
1.2.5、Class类
1.2.6、获取Class类实例的方式
代码：
public class Test02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person1 person1 = new Student();
System.out.println("这个人是: "+person1.name);
//方式一 : 通过对象获得
Class c1 = person1.getClass();
System.out.println(c1.hashCode());
//方式二 : forName获得
Class c2= Class.forName("反射与注解.Student");
System.out.println(c2.hashCode());
//方式三 : 通过 类名.class 获得
Class c3 = Student.class;
System.out.println(c3.hashCode()+"\n");
//获得父类类型
Class c5 = c1.getSuperclass();
System.out.println(c5);
}
}
class Person1{
public String name;
public Person1() {
}
public Person1(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person1 {" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person1{
public Student() {
this.name = "学生";
}
}
class Teacher extends Person1{
public Teacher() {
this.name = "老师";
}
}
1.2.7、哪些类型可以有Class对象
1.2.8、案例
//所有类型的class
public class Test03 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class; //类
Class c2 = Comparable.class; //接口
Class c3 = String[].class; //一维数组
Class c4 = int[][].class; //二维数组
Class c5 = Override.class; //注解
Class c6 = ElementType.class; //枚举
Class c7 = Integer.class; //基本数据类型
Class c8 = void.class; //void
Class c9 = Class.class; //class
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 与 维度一样 ， 就是同一个Class。
int[] a = new int[5];
int[] b = new int[10];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
结果：
1.3、Java内存分析
1.3.1、Java内存分类
堆：
存放new的对象和数组
可以被所有的线程共享，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）
对象的引用（会存放这个引用在堆里面的具体地址，对象本身不在栈中）
方法区（特殊的堆）：
可以被所有线程共享
包含了所有的class和static变量
1.3.2、类加载的过程
1.3.3、类的加载与ClassLoader的理解
案例：
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);
/**
* 1、加载到内存，会产生一个类对应的Class对象(从方法区到堆)
* 2、链接，链接结束后 m = 0 （从堆到栈）
* 3、初始化化 （从堆到栈）
* (){
* System.out.println("a类静态代码块初始化");
* m = 300;
* int m = 100;
* }
* m = 100
*/
}
}
class A{
//首先初始化了静态代码块 m = 300
//之后初始化了 m = 100
static {
System.out.println("a类静态代码块初始化");
m = 300;
}
static int m = 100;
public A() {
System.out.println("A类的与参构造初始化");
}
}
结果：
1.3.4、什么时候发生类的初始化
案例：
//类什么时候会被初始化
public class Test05 {
static{
System.out.println("Main类被加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1、主动引用：new一个对象（会发生类的初始化）
Son son = new Son();
//2、主动引用：反射 （会发生类的初始化）
Class c1 = Class.forName("com.reflection.Son");
// 不会产生类的引用的方法，因为是子类调用父类的static常量
//1、在这里父类会被初始化，但是子类不会被初始化
System.out.println(Son.b);
//2、数组只开辟了空间，也被命名了，但是没有加载任何类，不会发生类的初始化
Son[] array = new Son[5];
//3、常量，静态变量在链接阶段就被赋值并且调用到了常量池中了，所以调用时不会发生类的初始化
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 = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
1.3.5、类加载器的作用
类加载器包含：
案例：
public class Test06 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//获取 系统类 的加载器
ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//获取系统类加载器的父类加载器 --> 扩展类加载器
ClassLoader parent = classLoader.getParent();
System.out.println(parent);
//无法扩展类加载器的父类 --> 引导类加载器
//测试当前类是哪个加载器加载的（系统类加载器，也就是App加载器）
ClassLoader classLoader1 = Class.forName("com.reflection.TestReflection07").getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);
//测试Object类是哪个加载器加载的(引导类加载器)
classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//如何获得系统类加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
//双亲委派机制
//自定义一个包java.lang.string --> 先推系统类加载器是否有这个包，再往上推扩展加载器有没有这个包，最后是引导类加载器—
//如果发现了同样名字的包，就不会使用自定义的包
}
}
结果：
1.4、反射相关操作
1.4.1、反射获得运行时候类的完整结构
//获得类的信息
public class Test07 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//此处在com.reflection下面有一个User类，获取Class
Class c1 = Class.forName("反射与注解.User");
/*
//也可以用 实例 去获取Class
User user = new User();
c1 = user.getClass();
*/
//1、获取类的名字
System.out.println("========1========");
System.out.println(c1.getName()); //获取: 包名 + 类名
System.out.println(c1.getSimpleName());//获取: 类名
//2、获得类的属性
System.out.println("========2========");
// Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public 属性
Field[] fields = c1.getDeclaredFields(); //可以找到全部的属性(包括private属性)
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
//2.1 获得 User 指定属性
System.out.println();
Field name = c1.getDeclaredField("name"); //(因为User中name的属性是private，所以只能用getDeclaredField)
System.out.println(name);
//3、获得 User类 的方法
System.out.println("========3========");
Method[] methods = c1.getMethods(); //可以获得 本类 和 父类(Object) 的全部方法（不包括private方法）
for (Method method : methods) {
System.out.println("正常的 " + method);
}
//3.1 获得 User类 的方法所有方法
methods = c1.getDeclaredMethods(); //获得User(本类)的所有方法(包括私有方法)
for (Method method : methods) {
System.out.println("DeclaredMethods " + method);
}
//3.2 获取指定方法 (根据参数来获得类)
System.out.println("========3.2========");
Method getName = c1.getMethod("getName", null); //获得无参方法
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class); //获得有参方法 参数类型String 所以是String.class
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
//4、获得的构造器（
System.out.println("========4========");
Constructor[] constructors = c1.getConstructors(); //获得 public类型的构造器
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
System.out.println();
Constructor[] declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructors(); //获得全部的构造器
for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
System.out.println(declaredConstructor);
}
//4.1 获取指定构造器 (根据参数来获得类)
System.out.println("========4.1========");
Constructor declaredconstructor= c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class);
System.out.println("指定构造器: "+declaredconstructor );
}
}
1.4.2、反射创建对象、调用方法、设置属性
小结：
重点是如何去使用：
案例：
//动态创建对象
public class Test08 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//获得Class对象
Class c1 = Class.forName("反射与注解.User");
//1、构造一个对象
User user = (User)c1.newInstance(); //本质上调用无参构造器
System.out.println(user);
//2、通过构造器创建对象
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user2 = (User) declaredConstructor.newInstance("疾风剑豪",170,6); //在创建的构造器里加具体的参数
System.out.println(user2);
//3、通过反射调用普通方法
User user3 = (User)c1.getDeclaredConstructor().newInstance();
// 通过一个 反射 获取一个方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user3,"亚索"); //invoke()激活这个方法; (对象,"方法的值(传入的参数)")
System.out.println(user3.getName());
//4、通过反射操作属性（不可直接操作私有属性）
System.out.println("-----QAQ-----");
User user4 = (User)c1.getDeclaredConstructor().newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
//由于权限不够（name属性为private）,所以我们需要设置安全检测。关闭权限检查可以提高程序性能。setAccessible(true);
name.setAccessible(true);
name.set(user4,"瑞文");
System.out.println(user4.getName());
}
}
结果：
1.4.3、性能对比分析
//分析性能问
public class Test09 {
//普通方法
public static void test01() {
User user = new User();
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
user.getName();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方式执行10亿次: "+(endTime-startTime)+"ms");
}
//反射方法调用
public static void test02() throws Exception {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方式执行10亿次: "+(endTime-startTime)+"ms");
}
//反射方式调用 关闭检测
public static void test03() throws Exception{
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("关闭检测执行10亿次: "+(endTime-startTime)+"ms");
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
test01();
test02();
test03();
}
}
输出结果：
1.4.4、反射操作泛型
案例：
//通过反射获取泛型
public class Test10 {
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 = TestReflection10.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
//获得参数重泛型信息
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println(genericParameterType);
System.out.println("=============");
//获得真实的泛型信息
if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){
for (Type actualTypeArgument : ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments()) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
//获得返回值泛型信息
System.out.println("--------------------------" );
Method method2 = TestReflection10.class.getMethod("test02");
Type genericReturnType = method2.getGenericReturnType();
if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
for (Type actualTypeArgument : ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments()) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
}
1.4.5、反射操作注解
案例：
//练习反射操作注解
public class Test11 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class c1 = Class.forName("反射与注解.Student2");
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
//通过反射获得注解
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//获得注解Value值
TableZsl tableZsl = (TableZsl)c1.getAnnotation(TableZsl.class);
System.out.println(tableZsl.value());
//获得类指定的注解和值
Field f = c1.getDeclaredField("id");
FieldZsl annotation = f.getAnnotation(FieldZsl.class);
System.out.println(annotation.colName());
System.out.println(annotation.length());
System.out.println(annotation.type());
}
}
@TableZsl("db_student2")
class Student2 {
//通过注解可以操作表
@FieldZsl(colName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
@FieldZsl(colName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@FieldZsl(colName = "db_name",type = "varchar",length = 10)
private String name;
public Student2() {
}
public Student2(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student2{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", 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;
}
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE) //作用域: 类
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //生命周期
@interface TableZsl{
String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD) //作用域: 成员变量
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldZsl{
String colName();
String type();
int length();
}
输出结果：
