1.注解的作用:
注解Annotation是从JDK1.5开始引入的新技术,我们在编程中经常会使用到注解,它的作用有:
1) 编译检查:比如@SuppressWarnings,@Deprecated和@Override都具有编译检查作用;
2) 替代配置文件:使用反射来读取注解信息。
目前大部分框架(如Spring)都使用了注解简化代码并提高编码的效率(使用注解之前使用的xml进行配置)。
注解其实就是对程序作出解释(这一点和注释类似),不是程序本身,可以被其他程序读取。可以通过注解告诉类如何运行。
2.注解的使用范围:
在Java技术里注解的典型应用是:可以通过反射技术去得到类里面的注解,以决定怎么去运行类。注解可以标记在package包、class类、field属性、method方法等上面,且在同一个地方可以同时标记多个注解。
注解可以在编译(source),类加载(class),运行时(runtime)被读取,并执行相应的处理,以便于其他工具补充信息或者进行部署。
3.注解的格式:
@注解名称(参数名=“参数值”,...)
例如:@SuppressWarnings(value = "unchecked")
4.注解的作用分类:
编写文档:通过代码里标识的注解生成文档(生成文档doc文档)
代码分析:通过代码里标识的注解对代码进行分析(使用反射)
编译检查:通过代码里标识的注解让编译器能够实现基本的编译检查(@SuppressWarnings等)
主要的内置注解有三个:
@Override -只适用于修饰方法,表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法声明。
@Deprecated -标记过时的方法,不建议使用该方法。
@SuppressWarnings -用来抑制编译时的警告信息,还需要添加一个参数。
@SuppressWarnings("all/unchecked"),指示关闭警告的范围。
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.
1.@Target -用来描述注解可以使用的范围(比如:方法、类或字段),其中ElementType是枚举类型。若没有@Target,则该注解可以用于任何地方。
public enum ElementType {
/**标明该注解可以用于类、接口(包括注解类型)或enum声明*/
TYPE,
/** 标明该注解可以用于字段(域)声明,包括enum实例 */
FIELD,
/** 标明该注解可以用于方法声明 */
METHOD,
/** 标明该注解可以用于参数声明 */
PARAMETER,
/** 标明注解可以用于构造函数声明 */
CONSTRUCTOR,
/** 标明注解可以用于局部变量声明 */
LOCAL_VARIABLE,
/** 标明注解可以用于注解声明(应用于另一个注解上)*/
ANNOTATION_TYPE,
/** 标明注解可以用于包声明 */
PACKAGE,
/**
* 标明注解可以用于类型参数声明(1.8新加入)
* @since 1.8
*/
TYPE_PARAMETER,
/**
* 类型使用声明(1.8新加入)
* @since 1.8
*/
TYPE_USE
}
比如:@Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD}),表示该注解可以用在类(接口)或者方法上。
2.@Retention用来约束注解的生命周期,分别有三个值,源码级别source、类文件级别class和运行时级别runtime。若没有@Retention,则默认是类文件级别class。(生命周期source
SOURCE:注解将被编译器丢弃(该类型的注解信息只会保留在源码里,源码经过编译后,注解信息会被丢弃,不会保留在编译好的class文件里)
CLASS:注解在class文件中可用,但会被JVM丢弃(该类型的注解信息会保留在源码里和class文件里,在执行的时候,不会加载到虚拟机中)。
RUNTIME:注解信息将在运行期(JVM)也保留,因此可以通过反射机制读取注解的信息(源码、class文件和执行的时候都有注解的信息),如SpringMvc中的@Controller、@Autowired、@RequestMapping等。
3.@Documented -说明该注解将被包含在用户文档javadoc中
4.@Inherited -说明子类可以继承父类中的该注解。如:当类B继承了类A,@Inherited注解加到了A上,则B也会带上该注解。
使用@interface来声明一个注解,格式:public @interface 注解名{ 定义内容; },定义内容中的每一个“方法”实际上是声明了一个配置参数。如下,定义了MyAnnotation注解:
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD}) //作用范围
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //生命周期
@Documented // 生成javadoc中含有
@Inherited // 子类可以继承
@interface MyAnnotation{
String value() default ""; //使用类型 名称()默认值 的格式;
int age();
String[ ] school() default {"yndx", "清华大学"};
}
该注解中有三个配置参数,String类型的value,int类型的age和String数组类型的school,其中使用default定义了默认值。
注意:
定义注解时,意味着它实现了 java.lang.annotation.Annotation 接口,即该注解就是一个Annotation。
和我们通常 implements实现接口的方法不同。Annotation 接口的实现细节都由编译器完成。通过 @interface 定义注解后,该注解不能继承其他注解或接口。
1.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码可以根据某些条件改变自身结构。
主要的动态语言有:C#、JavaScript、PHP、Python等;
function f() {
var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)";
eval(x);
// 运行时改变x的类型和值
}
2.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++。
注: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!
Reflection(反射)是java被视为动态语言的关键,反射机制允许程序在指定期借助于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。
在运行时判断任意一个对象所属的类;
在运行时构造任意一个类的对象;
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法;
在运行时获取泛型信息;
在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法;
在运行时处理注解;
生成动态代理;
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(直接通过对象操作的方式)。
1.概述
对象照镜子后可以得到一个信息:某个类的属性、方法和构造器,某个类到底实现了哪些接口。
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对象包含了特定某个结构的有关信息。
Class本身也是一个类。
Class对象只能由系统建立。
一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例。
一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的.class文件。
每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成的。
通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构。
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。
2.Class类的常用方法:
ClassforName(String name);返回指定类名name的Class对象。
Object newInstance();调用缺省构造函数,返回Class对象的一个实例。
getName();返回此Class对象所表示的实体类(类、接口、数组类或void)的名称。
Class getSuperClass();返回当前Class对象的父类的Class对象。
Class[ ] getinterfaces();获取当前Class对象的接口。
ClassLoader getClassLoader();返回该类的类加载器。
Constructor[ ] getConstructors();返回一个包含某些Constructor对象的数组。
Method getMothed(String name,Class… T);返回一个Method对象,此对象的形参类型为paramType。
Field[ ] getDeclaredFields();返回Field对象的一个数组。
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。如:
Class clazz = Person.class;
2.已知某个类的实例,调用该实例的getClass()方法获取Class对象。如:
Class clazz = person.getClass();
在Object类中定义了getClass()方法,此方法被所有子类继承:
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很好理解,即:可以通过对象反射求出类的名称。
因此,所有类都继承了getClass()方法。
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。如:
Class clazz = Class.forName("demo01.Student");
4.内置基本数据类型可以直接用类名.Type。
Class c = Integer.TYPE;
5.还可以利用ClassLoader。
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
annotation:注解@interface
primitive type:基本数据类型
void:空类型
import java.lang.annotation.ElementType;
// 所有类型的class
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
Class
运行结果:
堆
存放new的对象和数组;
可以被所有的线程共享,不会存放别的对象的引用。
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
可以被所有的线程共享;
包含了所有的class和static变量。
当程序主动使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过这三个步骤对该类进行初始化:
1.类的加载(Load)
将类的class文件读入内部,并为之创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成
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,然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象。
2.类的链接(Link)
将类的二进制数据合并到JRE中;
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。包括:
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。
3.类的初始化(Initialize)
1)JVM负责对类进行初始化:
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
2)什么时候会发生类的初始化?
1.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,则先会初始化它的父类。
2.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)。
代码演示:
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);
}
}
class A{
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类的无参数构造函数初始化");
}
}
运行结果:
解释:
执行过程
1.加载到内存,会产生一个类对应Class对象;
2.链接,连接结束后分配内存设置初始值 m=0;
3.初始化
(){ //将静态代码块合并执行
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m=300
m=100}
类加载器的作用: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,然后在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,但一旦某个类被加载到类加载器中,它将持续加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。
类加载器的分类
引导类加载器:用C++编写的,是JVM自带的类加载器,负责Java平台核心库,用来装载核心类库,该加载器无法直接获取。
扩展类加载器:负责jre/lib/ext目录下的jar包或-D Java.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作库
系统类加载器:负责java -classpath或 -D java.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。
public class Test07 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// 获取系统类的加载器
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();
System.out.println(parent);
// 获取扩展类加载器的父类加载器 --> 根加载器(c/c++实现)
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);
//测试当前类是哪个类加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("com.yjx.reflection.Test07").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
// 测试JDK内置的类是谁加载的
ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);
// 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"));
}
}
通过反射获取运行时类的完整结构:Field属性、Method方法、Constructor构造器、SuperClass父类、Interface接口、Annotation注解
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
// 获取类的信息
public class Test08 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("com.yjx.reflection.User");
// User user = new User();
// c1 = user.getClass(); //通过反射也能获得类Class
// 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
System.out.println("================");
Field[] fields = c1.getFields(); // 只能找到public属性
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
// 获得类的属性 能打印出来
System.out.println("==========");
Field[] declaredFields = c1.getDeclaredFields(); // 找到全部的属性
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println(declaredField);
}
// 获得指定属性
System.out.println(c1.getDeclaredField("age"));
//获得类的方法
System.out.println("=====获得类的方法1====="); //获得本类和父类的所有public方法:User类和Object类
Method[] methods = c1.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
System.out.println("=====获得类的方法2=====");
Method[] declaredMethods = c1.getDeclaredMethods(); // 获得本类的所有方法
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
System.out.println(declaredMethod);
}
// 获得指定的方法
System.out.println("获得指定的方法============");
Method getName = c1.getMethod("getName", null); //需要方法名和参数类型 ==> 解决重载问题
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
// 获得所有的构造器
System.out.println("获得构造器===========");
Constructor[] constructors = c1.getConstructors(); // 获得本类的public构造方法
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
constructors = c1.getDeclaredConstructors(); // 获得本类所有的构造方法
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("****" + constructor);
}
// 需要指明构造器参数类型
System.out.println("获得指定构造器:" + c1.getDeclaredConstructor(null));
System.out.println("获得指定构造器:" + c1.getDeclaredConstructor(int.class, int.class, String.class));
}
}
创建类的对象:调用Class对象的newInstance()方法
1.类必须有一个无参数的构造器;
没有无参构造器创建对象的方法:
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:
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.向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。
2.类的构造器的访问权限需要足够。
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
// 动态的创建对象, 通过反射
public class Test09 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
// 获得class对象
Class c1 = Class.forName("com.yjx.reflection.User");
// 构造一个对象 使用无参构造器
// User user = (User)c1.getDeclaredConstructor(null).newInstance(); //本质是调用了类的无参构造器
// System.out.println(user);
// 使用有参构造器创建对象
User user = (User) c1.getDeclaredConstructor(int.class, int.class, String.class).newInstance(18, 1, "yjx");
System.out.println(user);
// 通过反射调用普通方法
User user1 = (User) c1.getDeclaredConstructor(int.class, int.class, String.class).newInstance(24, 2, "dyt");
// 通过反射获取一个方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user1, "tt"); //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
User user2 = (User) c1.getDeclaredConstructor(int.class, int.class, String.class).newInstance(22, 3, "dyt");
Field name = c1.getDeclaredField("name");
// 操作私有属性name 不能直接操作私有属性,我们需要关闭程序的安全检测,通过设置属性或者方法的setAccessible(true)实现
name.setAccessible(true); // 关掉私有权限访问的问题
name.set(user2, "框看");
System.out.println(user2.getName());
}
}
调用指定的方法:
1.通过Class类的getMethod("方法名", 参数类型列表)获得一个Method对象;
2. Method.invoke("执行方法的对象",参数值列表)进行调用,格式:
Object invoke(Object obj, Object...args):
Object对应原方法的返回值,若原方法没有返回值,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;
若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前,显式调用方法对象的setAccessible(true)方法,才可访问该方法。
(代码示例同上)
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
// 分析性能问题
public class Test10 {
// 普通方式调用
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");
}
// 反射方式调用
public static void test02() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
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("通过反射的方式调用10亿次:" + (endTime-startTime) + "ms");
}
// 反射方式调用 + 关闭检测
public static void test03() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true); //关闭检测
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("通过反射的方式和关闭检测调用10亿次:" + (endTime-startTime) + "ms");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
test01();
test02();
test03();
}
}
运行结果:
通过反射获取泛型
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,一旦编译完成﹐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ParameterizedType , GenericArrayType ,TypeVariable和WildcardType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齐名的类型。
ParameterizedType:表示一种参数化类型,比如Collection
GenericArrayType:表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
TypeVariabie:是各种类型变量的公共父接口
WildcardType:代表一种通配符类型表达式
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
// 通过反射获取泛型
public class Test11 {
public static void test01(Map map, List list){
System.out.println("test01");
}
public Map test02(){
System.out.println("test02");
return null; }
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Method method = Test11.class.getDeclaredMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes(); //获得泛型的参数
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println("#"+genericParameterType);
if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){ //如果类型是参数化类型/泛型
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
Method method2 = Test11.class.getDeclaredMethod("test02", null);
Type genericReturnType = method2.getGenericReturnType();
if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){ //如果返回值类型是参数化类型/泛型
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println("**" + actualTypeArgument);
}
}
}
}
注解类:
// 类名的注解
@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();
}
实体类:
@Tablekuang("db_student")
class Student2{
@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 = "varchar", length = 3)
private String name;
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;
}
public Student2() {
}
}
测试:
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
// 练习反射操作注解
public class Test12 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
Class> c1 = Class.forName("com.yjx.reflection.Student2");
// 通过反射获得注解
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
// 获得指定注解的value的值
Tablekuang tablekuang = c1.getAnnotation(Tablekuang.class);
String value = tablekuang.value();
System.out.println("tablekuang注解的值为:" + value);
// 获得类指定属性的指定值注解
Field f = c1.getDeclaredField("id");
Fieldkuang annotation = f.getAnnotation(Fieldkuang.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
// 反射框架的实现就是利用这个获得信息,实现SQL语言的拼接
}
}
运行结果: