学习日记（单元测试、反射、注解、动态代理）

学习日记（单元测试、反射、注解、动态代理）

一、单元测试

单元测试就是针对最小的功能单元编写测试代码，Java 程序最小的功能单元是方法。

单元测试就是针对 Java 方法的测试，进而检查方法的正确性，需要用到 JUnit 单元测试框架。

JUnit 单元测试框架是使用 Java 语言实现的，是开源的，几乎所有的 IDE 工具都集成了 JUnit。

JUnit 单元测试框架的优点：

• JUnit 可以灵活地选择执行哪些测试方法，也可以一键执行全部测试方法；
• JUnit 可以生成全部方法的测试报告，测试良好为绿色，测试失败为红色；
• 单元测试中的某个方法测试失败了，不会影响其他测试方法的测试。

1. 单元测试实践

使用单元测试进行业务方法预期结果、正确性的测试，步骤：

• 将 JUnit 的 jar 包导入到项目中，IDEA 通常整合好了 JUnit 框架，一般不需要导入；
• 单独创建一个测试类，编写测试方法，每个测试方法必须是公共的、无参数、无返回值的非静态方法；
• 在测试方法上使用 @Test 注解，第一次使用时需要 Alt + Enter 导入包 org.junit.Test，标注该方法是一个测试方法；
• 在测试方法中完成被测试方法的预期正确性测试，选择测试方法，选择“ JUnit 运行”。

方法名	说明
public static void assertEquals(String message, long expected, long actual)	断言，类 Assert 直接调用

说明：参数一是预期值与实际值不相同时，给出的提示信息；参数二是预期值；参数三是实际值。

当没有问题时

当出现问题时

注意：

• 测试类和测试方法的命名应该规范。

• 每个测试方法必须是公共的、无参数、无返回值的非静态方法。

• 测试方法应该使用 @Test 注解标记。

• 一个业务方法对应一个测试方法。

• 运行测试方法时，可以单独测试方法，也可以一起测试所有方法。

2. JUnit 常用注解

JUnit 4 版本

注解	说明
@Test	测试方法
@Before	用来修饰实例方法，该方法会在每一个测试方法执行之前执行一次
@After	用来修饰实例方法，该方法会在每一个测试方法执行之后执行一次
@BeforeClass	用来修饰静态方法，该方法会在所有测试方法执行之前只执行一次
@AfterClass	用来修饰静态方法，该方法会在所有测试方法执行之后只执行一次

注意：

• 开始执行的方法：一般用来完成初始化资源；
• 执行完之后的方法：一般用来释放资源。

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二、反射

反射是在运行时获取类的字节码文件对象，然后可以解析这个类的全部成分。

在运行时，可以直接得到这个类的构造器对象（Constructor）、成员变量对象（Field）、成员方法对象（Method）。

这种运行时动态获取类信息以及动态调用类中成分的能力称为 Java 语言的反射机制。

反射的核心思想和关键：得到编译后的 Class文件对象。

反射的作用：

• 可以在运行时得到一个类的全部成分然后操作；
• 可以破坏封装性；
• 可以破坏泛型的约束性。

反射适合的用途：做 Java 的高级框架。

1. 反射获取类对象

反射的第一步是先得到编译后的 Class 类对象，有三种方法。

• 方法一：调用 Class 类中的一个静态方法 forName 。
• 方法二：类调用 class 方法。
• 方法三：对象调用 getClass 方法获取对应类的 Class 对象。

	方法名	说明
方法一	public static Class forName(String className)	Class 类调用
方法二	class	类调用
方法三	public final native Class getClass()	对象调用

注意：方法一中的参数为全限名，也就是包名 + 类名。

2. 反射获取构造器对象

总体步骤：

• 获得 Class 对象；
• （通过 Class 对象）获得构造器 Constructor 对象；
• （通过构造器）创建对象。

第二步：Class 类获得构造器 Constructor 对象的方法：

方法名	说明
public Constructor[] getDeclaredConstructors()	返回所有构造器对象的数组，存在就能拿到
public Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes)	返回单个构造器对象，存在就能拿到

注意：

• 这两个方法都是 Class 对象调用。

• 这两个方法获取构造器，无所谓构造器的声明类型，即，无所谓构造器是 public 还是 private。

• 返回单个构造器对象时，方法的参数为 Class 对象且为可变参数，如：String.class、int.class 。

• 返回单个构造器对象时，若不写参数，则返回无参构造器，有参数，返回有参构造器。

第三步：创建对象的方法：

方法名	说明
public T newInstance(Object … initargs)	根据指定的构造器创建对象
public void setAccessible(boolean flag)	参数设置为 true，表示取消访问检查，进行暴力反射

注意：

• 这两个方法都是构造器对象调用。
• 第二个方法是当构造器方法不是用 public 修饰时使用，打开权限，可以有效一次，反射可以破坏封装性，私有的也可以执行。
• 第一个方法中，当构造器为无参时，方法不写参数；当构造器为有参时，方法中的参数为初始化值。

第二步代码示例：获取所有构造器对象的数组、获取单个构造器对象

第三步代码示例：初始化对象、暴力反射

3. 反射获取成员变量对象

总体步骤：

• 获得 Class 对象；
• （通过 Class 对象）获得成员变量 Field 对象；
• （通过成员变量）赋值或者取值。

第二步：Class 类获得成员变量 Field 对象的方法：

方法名	说明
public Field[] getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组，存在就能拿到
public Field getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象，存在就能拿到

注意：

• 这两个方法都是 Class 对象调用。

• 这两个方法获取成员变量对象，无所谓成员变量的声明类型，即，无所谓成员变量是 public 还是 private。

• 第二个方法的参数为成员变量的名称，即属性的名称。

第三步：赋值或者取值的方法：

方法名	说明
public void set(Object obj, Object value)	赋值
public Object get(Object obj)	取值
public void setAccessible(boolean flag)	参数设置为 true，表示取消访问检查，进行暴力反射

注意：

• 这三个方法都是成员变量对象调用。
• 当成员变量对象不是用 public 修饰时使用 setAccessible，打开权限，反射可以破坏封装性，私有的也可以执行。
• 在赋值方法中，参数一是创建的对象，参数二是为该对象指定的属性赋值。

第二步代码示例：获取所有成员变量对象的数组、获取单个成员变量对象

第三步代码示例：赋值、取值、暴力反射

4. 反射获取成员方法对象

总体步骤：

• 获得 Class 对象；
• （通过 Class 对象）获得成员方法 Method 对象；
• （通过成员方法对象）运行方法。

第二步：Class 类获得成员方法对象的方法：

方法名	说明
public Method[] getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组，存在就能拿到
public Method getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes)	返回单个成员方法对象，存在就能拿到

注意：

• 这两个方法都是 Class 对象调用。

• 这两个方法获取成员方法对象，无所谓成员方法的声明类型，即，无所谓成员方法是 public 还是 private。

• 第二个方法的第一个参数为：方法名；第二个参数为：该方法参数类型的 Class 对象，如：int.class，若该方法没有参数，则可以不写第二个参数。

第三步：运行方法：

方法名	说明
public Object invoke(Object obj, Object… args)	运行方法
public void setAccessible(boolean flag)	参数设置为 true，表示取消访问检查，进行暴力反射

注意：

• 这三个方法都是成员方法对象调用。
• 当成员方法对象不是用 public 修饰时使用 setAccessible，打开权限，反射可以破坏封装性，私有的也可以执行。
• 第一个方法的第一个参数：对象；第二个参数：传递的参数（如果没有参数可以不写）。

第二步代码示例：获取所有成员方法对象的数组、获取单个成员方法对象

第三步代码示例：运行方法、暴力反射

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三、反射的作用举例

1. 绕过编译阶段为集合添加数据

泛型只是在编译阶段可以约束集合只能操作某种数据类型，在编译成 Class 文件进入运行阶段的时候，其真实类型都是 ArrayList，泛型相当于被擦除，此时，可以为集合存入其他任意类型的元素，这就用到了反射，因为反射是在运行的技术。

通过反射为集合添加其他类型的数据

2. 通用框架

需求：给定任意一个对象，在不清楚对象字段的情况下，可以把对象的字段名称和对应值存储到文件中去。

分析：

• 定义一个类 MybatisUtil 存放 save 方法，可以接收任意类型的对象；
• 在 save 方法中，应用反射获取该对象的全部成员变量名称以及对应值；
• 用打印流 PrintStream 将获取的数据写入到文件中；
• 在 main 方法中对象调用 save 方法，得到目标文件。

注意：

• 当成员变量是非公有属性时，要用 setAccessible 来打开权限，暴力反射。
• Class 对象获取类名的两个方法，如下：

方法名	说明
public String getName()	获取当前 Class 对象的全限名：包名 + 类名
public String getSimpleName()	获取当前 Class 对象的类名

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四、注解

注解：Annotation，又称标注。Java 语言中的类、构造器、方法、成员变量、参数等都可以被注解进行标注。

作用：对 Java 中类、构造器、方法、成员变量、参数等做标记，然后进行特殊处理。

例如在 JUnit 框架中，标注了注解 @Test 的方法就可以被当作测试方法执行，而没有标记的就不能当作测试方法执行。

1. 自定义注解

格式

类、构造器、方法、成员变量、参数等都可以被注解进行标注。

特殊属性 value：

• value 属性，如果自定义注解时只有一个 value 属性的情况下，使用 value 属性可以省略 value 名称不写。
• 如果有多个属性，并且多个属性都有默认值，那么 value 名称也可以省略不写。
• 除了上面两种情况外，value 的名称都得写。

2. 元注解

元注解：注解注解的注解。

两个元注解：

• @Target ：约束自定义注解只能在哪些地方使用。
• @Retention ：声明注解的生命周期。

3. 注解解析

注解的操作中经常需要进行解析，注解的解析就是判断是否存在注解，存在注解就解析出内容。

与注解解析相关的接口：

• Annotation ：注解的顶级接口，注解都是该类型的对象；
• AnnotationElement ：该接口定义了与注解解析相关的解析方法。

Class、Method、Field、Constructor 这些类都实现了 AnnotationElement 接口，都拥有解析注解的能力。

解析注解的方法：

方法名	说明
public boolean isAnnotationPresent(Class annotationClass)	判断当前对象是否使用了指定的注释
public A getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)	根据注解类型获得对应的注解对象
public Annotation[] getDeclaredAnnotations()	获得当前对象所有注解，返回注解数组

注意：方法一和方法二都是由 Class、Method、Field、Constructor 这些类对象调用，参数为注解的类类型，如：Book.class 。

解析注解的技巧：注解在哪个成分上，就先拿哪个成分对象。

• 注解作用在类上，就先获得该类对应的 Class 对象，然后再拿注解；
• 注解作用在成员方法上，就先获得该成员方法对应的 Method 对象，然后再拿注解；
• 注解作用在成员变量上，就先获得该成员变量对应的 Field 对象，然后再拿注解。

4. 注解的应用：模拟 JUnit 框架

需求：自定义一个注解 MyTest，和 JUnit 框架一样，只有方法上有 MyTest 注解才可以被执行。

思路：先用反射提取类中的所有方法，用循环依次判断每一个方法是否有 MyTest 注解，有注解然后执行。

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五、动态代理

代理也是一个对象，用来对被代理对象的行为额外做一些辅助操作。

Java 中代理的类是：java.lang.reflect.Proxy，类中有一个静态方法 newProxyInstance，可以为对象产生一个代理对象返回。

方法名	说明
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)	为对象返回代理对象

注意：

• 参数一：是定义代理类的类加载器，用来产生代理对象，如：dog.getClass().getClassLoader()；
• 参数二：是代理类要实现的接口列表，用来将被代理的方法交给代理对象，如：dog.getClass().getInterfaces()；
• 参数三：是代理对象的核心处理程序，用来指定代理对象干什么事，如：new InvocationHandler()；

实现动态代理的步骤：

• 必须存在接口，且被代理对象需要实现接口；
• 使用 Proxy 类提供的方法 newProxyInstance，产生一个代理对象。

动态代理的优点：

• 可以在不改变方法源码的情况下，实现对方法功能的增强，提高了代码的复用；
• 简化了编程工作，提高了开发效率，同时提高了软件系统的可扩展性；
• 可以为被代理对象的所有方法做代理；
• 非常灵活，支持为任意接口类型的实现类对象做代理，也可以直接为接口本身做代理。

1. 案例 1

需求：为 dog 对象创建一个代理对象。

注意点：

• 最好将产生代理对象的方法封装到一个类中。
• 必须存在接口，并且被代理对象需要实现接口，代理对象的类型为接口。
• 通过代理对象调用方法的执行流程：先走向代理；代理可以为方法额外做一些辅助工作；用 method 去触发对象方法的执行；回到代理中，由代理负责返回结果给方法的调用者。执行流程图如下。
• 用 method 去触发对象，method 是正在调用的方法，args 是该方法的参数，固定步骤。

2. 案例 2

需求：模拟用户管理业务，包括用户登录、用户删除、用户查询功能，做性能分析，统计每个功能的耗时。

分析：把性能分析交给代理去统一完成，这样可以省去在每个方法中都进行一遍性能分析，提高了代码的复用性。

注意：必须要有接口，并且实现类要实现接口，代理通常是基于接口实现的。

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注意：

1. 通过这种方式也可以为集合添加其他类型的元素。

对比

2. 动态代理非常灵活，支持为任意接口类型的实现类对象做代理，也可以直接为接口本身做代理。