Java反射与注解

反射

能够分析类能力的程序称为反射(reflective)，代码的这种能力称为"自省"。反射机制的功能极其强大，反射机制可以用来：

• 在运行时分析类的能力
• 在运行时查看对象，例如，编写一个toString方法供所有类使用
• 实现通用的数组操作代码
• 利用Method对象，这个对象很像C++中的函数指针

Class类

在程序运行期间，Java运行时系统为所有对象维护一个被称为运行时的类型标识。虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行。

然而，可以通过专门的Java类访问这些信息。保存这些信息的类被称为Class，这个名字很容易让人混淆。Object类中的getClass()方法将会返回一个Class类型的实例。最常用的Class方法是getName，获取类的名字。

Employee e;
...
Class cl = e.getClass();
String name = cl.getName();
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如果类在一个包里，包的名字也作为类名的一部分：

Random generator = new Random();
Class cl = generator.getClass();
String name = cl.getName();  // name is set to "java.util.Random"
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还可以调用静态方法forName获得类名对应的Class对象。

String className = "java.util.Random";
Class cl = Class.forName(className);
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获得Class类对象的第三种方法，如果T是任意的Java类型（或void关键字），T.class将代表匹配的类对象。

Class cl1 = Random.class;  //if you import java.util.*
Class cl2 = int.class; 
Class cl3 = Double[].class;
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注意：Class对象实际上表示的是一个类型，而这个类型未必一定是一种类。例如，int不是类，但int.class是一个Class类型的对象。

虚拟机为每个类型管理一个Class对象。因此，可以利用==运算符实现两个类对象比较的操作。例如：

if(e.getClass() == Employee.class) ...
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还有一个很有用的方法newInstance()，可以用来动态创建一个类的实例，例如，

e.getClass().newInstance();
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创建了一个与e具有相同类类型的实例。newInstance方法调用默认的构造器（没有参数的构造器）初始化新创建的对象。如果这个类没有默认的构造器，就会抛出一个异常。（注意：要求我们除非强制要求创建对象是必须实现带参数的，否则一般会在实现带参构造函数的同时，实现无参默认构造函数。）

将forName与newInstance配合起来使用，可以根据存储在字符串中的类名创建一个对象。

String s = "java.util.Random";
Object m = Class.forName(s).newInstance();
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注意：在JDK9以后newInstance() 废弃，@Deprecated(since="9")，替换为，

clazz.getDeclaredConstructor().newInstance()
String employeeClassStr = "EmploySalary.Employee";
//如果构造函数有参数
Object m = Class.forName(employeeClassStr).getDeclaredConstructor(String.class, double.class).newInstance("abc", 1.2);
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反射的用处之一在于：可以不在编译期用import导入需要的类或在maven中写下需要的jar包，而在运行期通过类名创建需要的类，如下：

package RefectTest;
//没有import EmploySalary包
public class ReflectionT1 {
	public static void main(String[] args) {
		String className = "EmploySalary.EmployeeTest";  //不在RefectTest包中
		try {
			Object o = Class.forName(className).getConstructor().newInstance();
			System.out.println(o.getClass().getName());
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
}
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利用反射分析类的能力

反射机制最重要的内容——检查类的结构。

在java.lang.reflect包中有三个类Field、Method、Constructor分别用于描述类的域、方法和构造器。

Class类中的getFields、getMethods和getConstructors方法将分别返回类提供的public域、方法和构造器数组，其中包括超类的公有成员。Class类的getDeclareFields、getDeclareMethods和getDeclaredConstuctors方法分别返回类中声明的全部域、方法和构造器，其中包括私有和受保护成员，但不包括超类的成员。另外，还可以利用Modifier.toString方法将修饰符打印出来。

在运行时使用反射分析对象

如果知道想要查看的域名和类型，查看指定的域是一件很容易的事情。而利用反射机制可以查看编译时还不清楚的对象域。

Employee harry = new Employee("Harry Hack", 562);
Class cl = harry.getClass();
Field f = cl.getDeclaredField("name");
f.setAccessible(true);    //由于name是私有的,如果没有这条语句，将抛IllegalAccessException
Object v = f.get(harry);
System.out.println(v.getClass().getName());   //输出java.lang.String
System.out.println(v.toString());   //输出Harry Hack
f.set(harry, "Jackie");   //将obj对象的f域设置为新值
v = f.get(harry);
System.out.println(v.toString());  //输出Jackie
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反射机制的默认行为受限于Java的访问控制。然而，如果一个Java程序没有受到安全管理器的控制，就可以覆盖访问控制。为了达到这个目的，需要调用Field、Method或Constructor对象的setAccessible方法。

setAccessible方法是AccessibleObject类中的一个方法，它是Field、Method和Construct类的公共超类。这个特性是为调试、持久存储和相似机制提供的。

使用反射编写泛型数组代码

java.lang.reflect包中的Array类允许动态地创建数组。

Arrays的copyOf方法，可以用于扩展已经填满的数组

Employee[] a = new Employee[100];
...
//array is full
a = Arrays.copyOf(a, 2 * a.length);
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如何编写一个通用的方法呢？正好能够将Employee[]数组转换成Object[]数组。

public static Object[] badCopyOf(Object[] a, int newLength){		
	Object[] newArray = new Object[newLength];
	System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, Math.min(a.length, newLength));
	return newArray;		
}
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然而，在实际使用结果数组时会遇到一个问题。这段代码返回的数组类型是对象数组(Object[])类型，这是由于使用下面这行代码创建的数组：

new Object[newLength]
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一个对象数组不能转换成雇员数组(Employee[])。如果这样做，运行时Java将会产生ClassCastException异常。前面已经看到，Java数组会记住每个元素的类型，即创建数组时new表达式中使用的元素类型。将一个Employee[]临时地转换成Object[]数组，然后再将它转换回来是可以的，但一个从开始就是Object[]的数组却永远无法转换成Employee[]数组。

使用java.lang.reflect包中的Array类，可以实现这个我们的目的。

public static Object goodCopyOf(Object a, int newLength) {
	Class cl = a.getClass();
	if(!cl.isArray()) 
		return null;
	Class componentType = cl.getComponentType();
	int length = Array.getLength(a);
	Object newArray = Array.newInstance(componentType, newLength);
	System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, Math.min(length, newLength));
	return newArray;		
}
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这个goodCopyOf方法可以用来扩展任意类型的数组，而不仅是对象数组。

int[] a = {1,3,4};
a = (int[]) goodCopyOf(a, 10);
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为了实现上述操作，应该将goodCopyOf参数声明为Object类型，而不要声明为对象型数组(Object[])。整型数组类型int[]可以被转换成Object，但不能转换成对象数组。

调用任意方法

在C和C++中，可以从函数指针执行任意函数。从表面上看，Java没有提供方法指针，即将一个方法的存储地址传给另外一个方法，以便第二个方法能够随后调用它。事实上，Java设计者曾说过：方法指针是很危险的，并且常常带来隐患。他们认为Java提供的接口(interface)是一种更好的解决方案。然而，反射机制允许你调用任意方法。 为了能够看到方法指针的工作过程，先回忆一下利用Field类的get方法查看对象域的过程。与之类似，在Method类中有一个invoke方法，它允许调用包装在当前Method对象中的方法。invoke方法的签名是:

Object invoke(Object, Object ... args)
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对于静态方法，第一个参数可以被忽略，即可以将它设置为null。

假设m1代表Employee类的getName方法，m2代表Employee的getSalary方法。

String n = (String)m1.invoke(harry);
double s = (Double)m1.invoke(harry);
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如何获得Method对象？

Method getMethod(String name, Class ... parameterTypes)
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下面说明了如何获得Emplopyee类的getName方法和raiseSalary方法的方法指针。

Method m1 = Employee.class.getMethod("getName");
Method m2 = Employee.class.getMethod("raiseSalary", double.class);
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建议仅在必要的时候才使用Method对象，而最好使用接口以及Java SE 8中的lambda表达式。建议Java开发者不要使用Method对象的回调功能。使用接口进行回调会使得代码执行速度更快，更易维护。

注解

注解是那些插入到源代码中使用其他工具可以对其进行处理的标签。这些工具可以在源码层次上进行操作，或者可以处理编译器在其中放置了注解的类文件。

注解不会改变程序的编译方式。Java编译器对于包含注解和不包含注解的代码会生成相同的虚拟机指令。

为了能够受益于注解，你需要选择一个处理工具，然后向你的处理工具可以理解的代码中插入注解，之后运用该处理工具处理代码。

注解的使用范围：

• 附属文件的自动生成，例如部署描述符或bean信息类
• 测试、日志、事务语义等代码的自动生成

每个注解都必须通过一个注解接口进行定义。这些接口中的方法与注解中的元素相对应。例如，JUnit的注解Test可以用下面这个接口定义：

    @Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    public @interface Test
    {
        long timeout() default OL;
    }
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@interface声明创建了一个真正的Java接口。处理注解的工具将接收那些实现了这个注解接口的对象。这类工具可以调用timeout方法来检索某个特定Test注解的timeout元素。

注解Target和Retention是元注解。它们注解了Test注解，即将Test注解标识成一个只能运用到方法上的注解，并且当类文件载入到虚拟机的时候，仍可以保留下来。

注解接口中的元素声明实际上是方法声明。一个注解接口的方法不能有任何参数和任何throws语句，并且它们也不能是泛型的。注意：一个注解元素永远不能设置为null，甚至不允许其默认值为null。这样在实际应用用会相当不方便。你必须使用其他的默认值，例如""或者Void.class

标准注解

用于编译的注解

Java SE在java.lang.annotation和javax.annotation包中定义了大量的注解接口。其中四个是元注解，用于描述注解接口的行为属性，其他的三个是规则接口，可以用它们来注解你的源代码中的项。

＠Deprecated注解可以被添加到任何不再鼓励使用的项上。所以，当你使用一个已过时的项时，编译器将会发出警告。这个注解与Java文档标签@deprecated具有同等功效。

@SuppressWarning注解会告知编译器阻止特殊类型的警告信息，例如，

@SuppressWarning("unchecked")
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用于管理资源的注解

@PostConstruct和@PreDestroy注解用于控制对象生命周期的环境中，例如Web容器和应用服务器。标记了这些方法应该在对象被构建之后，或者在对象被移除之前，紧接着调用。

@Resource注解用于资源注入。在Web应用中，可以像下面这样引用数据源：

@Resource(name="jdbc/mydb")
private DataSource source;  //当这个过程域对象被创建时，容器会“注入”一个对该数据源的引用。
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＠Generated注解的目的是供代码生成工具来使用。任何生成的源代码都可以被注解，从而与程序员提供的代码区分开。

元注解

@Target 元注解可以应用与一个注解，以限制该注解可以应用到哪些项上

@Rentention元注解用于指定一条注解应该保留多长时间。

@Documented 注解为像Javadoc这样的归档工具提供了一些提示。

@Inherited元注解只能应用于对类的注解。如果一个类具有继承注解，那么它的所有子类都自动具有同样的注解。

代理

利用代理可以在运行时创建一个实现了一组给定接口的新类。这种功能只有在编译时无法确定需要实现哪个接口时才有必要使用。

转载于:https://juejin.im/post/5b6ada37f265da0faf71f197