注解
1、内置注解
- @override
- @Deprecated——已过时的
- @SuppressWarnings
2、元注解(meta-annotation)
- @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 < class < runtime)
- @Documented:说明该注解将被包含在javadoc中
- @Inherited:说明子类可以继承父类中的注解
3、自定义注解
使用@interface自定义注解时﹐自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口
【分析】
- interface用来声明一个注解﹐格式:public @interface注解名{定义内容}√其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数
- 方法的名称就是参数的名称
- 返回值类型就是参数的类型(返回值只能是基本类型,Class , Stringenum )
- 可以通过default来声明参数的默认值
- 如果只有一个参数成员﹐一般参数名为value
- 注解元素必须要有值,我们定义注解元素时,经常使用空字符串,0作为默认值
/**
* 自定义注解
*/
public class Test03 {
//注解可以显示赋值,如果某一项参数没有默认值,只需给该项参数赋值
@Myannotation2(name = "abc",schools = {})
public void test(){
}
@Myannotaion3("veni")
public void test2(){
}
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Myannotation2{
//注解的参数:参数类型 参数名();
String name() default "";
int age() default 0;
int id() default -1;//如果默认值为-1,代表不存在
String[] schools() default {"西部开源","清华大学"};
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Myannotaion3{
String value();
}
反射(reflection)
【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
1、动态语言 VS 静态语言
【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。
【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!
2、Class类
在Object类中定义了以下方法,此方法将被所有子类继承
- public final Class getClass()
该方法返回值的类型是一个Class类,此类是java反射的源头,可以通过对象反射求出类的名称
反射可获取的信息: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(class/interface/enum/annotation/primitivetype/void/])的有关信息。
- Class本身也是一个类
- Class对象只能由系统建立对象
- 一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
- 一个Class对象对应一个加载到JVM中的一个.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
- 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
方法名 | 功能描述 |
---|---|
static 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,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[] getConstryctors() | 返回一个包含某些Constructor对象的数组 |
Method getMethod(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 |
2、1 获取Class类的实例方式
- 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 clazz = Person.class; - 已知某个类的实例,调用该实例的getClass()方法获取Class对象
Class clazz= person.getClass(); - 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 clazz =Class.forName(“demo01.Student”); - 内置基本数据类型可以直接用类名.Type
- 还可以利用ClassLoader我们之后讲解
package com.cyf.reflection;
/**
* 测试Class类的实例创建的几种方式
*/
public class Test03 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Student();
System.out.println("这个人是: "+person.name);
//方式一:通过对象获得
Class c1 = person.getClass();
System.out.println(c1.hashCode());
//方式二:forName获得
Class c2 = Class.forName("com.cyf.reflection.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());
//方式四:基本类型的包装类都有一个Type类型
Class C4 = Integer.TYPE;
System.out.println(C4.hashCode());
//获得父类的类型
Class c5 = c1.getSuperclass();
System.out.println(c5.hashCode());
}
}
class Person{
public String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person{
public Student(){
this.name = "学生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher(){
this.name = "老师";
}
}
2、2 哪些类型可以有Class对象
package com.cyf.reflection;
import java.lang.annotation.ElementType;
/**
* 所有类型的Class
*/
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class;//类
Class c2 = Comparable.class;//接口
Class c3 = String[].class;//数组
Class c4 = int[][].class;//二维数组
Class c5 = Override.class;//注解
Class c6 = Integer.class;//基本数据类型的包装类
Class c7 = ElementType.class;//枚举
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);
System.out.println("-----------------------");
//只要元素类型和维度一样,就是同一个Class
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
System.out.println(a.getClass().hashCode());//460141958
System.out.println(b.getClass().hashCode());//460141958
}
}
2、3 类的加载与ClassLoader的理解
- 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
- 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
- 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()方法的过程。类构造器()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值
- 动作和静态:代码块中的语句合并产生的。(类构造器是构造类信息的,不是构造该类对象的构造器)
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()方法在多线程环境中被正确加锁和同步
【类如何加载】
package com.cyf.reflection;
/**
* 类是如何加载的
*/
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);
/**
* 1、加载到内存,会存在一个类对应的Class对象
* 2、链接,链接结束后m=0
* 3、初始化
* <clinit>(){
* System.out.println("A类静态代码块初始化");
* m=300;
* m=100;
* }
* m=100
*/
}
}
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类的无参构造初始化");
}
}
2、4 什么时候发生类的初始化
【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‘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)
package com.cyf.reflection;
/**
* 测试类什么时候初始化
*/
public class Test06 {
static{
System.out.println("main所在的类被加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1、主动引用
//Son son = new Son();
//2、反射也会产生主动引用
//Class.forName("com.cyf.reflection.Son");
//不会产生类的引用的方法
//System.out.println(Son.b);
//Son[] array = new Son[5];
//常量不会引起父类和子类的初始化
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;
}
2、5 类加载器的作用
【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,它将维持加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象
【分类】
引导类加载器、扩展类加载器、系统类加载器
package com.cyf.reflection;
/**
* 获取类加载器
*/
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);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
//获取系统类加载器的父类的加载器--->扩展类加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586
//获取扩展类加载器的父类的加载器--->根加载器
ClassLoader root = parent.getParent();
System.out.println(root);//null
//测试当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("com.cyf.reflection.Test07").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
//测试JDK内置的类是哪个加载器加载的
classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);//null
//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
/**
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\charsets.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\deploy.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\dnsns.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\jaccess.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\localedata.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\nashorn.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\sunec.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\ext\zipfs.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\javaws.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\jce.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\jfr.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\jfxswt.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\jsse.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\management-agent.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\plugin.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\resources.jar;
* E:\jdk1.8.0_291\jre\lib\rt.jar;
* E:\javaSE\注解和反射\out\production\注解和反射;
* D:\Program Files (x86)\IntelliJ IDEA Community Edition 2021.1.2\lib\idea_rt.jar
*/
}
}
3、创建运行时类的对象
获取运行时类的完整结构:Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation
- 实现的全部接口
- 所继承的父类
- 全部的构造器
- 全部的方法
- 全部的Field
- 注解
- …
【获取】
package com.cyf.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 获得类的信息
*/
public class Test08 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("com.cyf.reflection.User");
User user = new User();
c1 = user.getClass();
//获得类的名字
System.out.println(c1.getName());//com.cyf.reflection.User
System.out.println(c1.getSimpleName());//User
System.out.println("---------------");
//获得类的属性
Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public属性
fields = c1.getDeclaredFields();//可以找到全部属性
for (Field field:fields){
System.out.println(field);
}
//获得指定属性的值,getField()同样只能获得public
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
//获得本类及其父类的全部public方法
Method[] methods = c1.getMethods();
for (Method method:methods){
System.out.println("正常的: "+method);
}
//获得本类的所有方法
methods = c1.getDeclaredMethods();
for (Method method:methods){
System.out.println("getDeclaredMethods: "+method);
}
//获得指定方法
Method getName = c1.getMethod("getName", null);
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
System.out.println("-----------------");
//获得构造器
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor constructor:constructors){
System.out.println(constructor);
}
constructors = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor:constructors){
System.out.println("Declared: "+constructor);
}
//获得指定的构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
System.out.println("指定:"+declaredConstructor);
}
}
【获取了类对象的完整结构,能做什么】
创建类的对象:调用Class对象的newlnstance()方法
1)类必须有一个无参数的构造器。
2)类的构造器的访问权限需要足够
【思考】
难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗?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。步骤如下:
1)通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
- 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
3、1 调用指定的方法
通过反射,调用类中的方法,通过Method类完成。
通过Class类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一个Method对象,并设置此方法操作时所需要的参数类型。之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用,并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
Object invoke(Object obj, Object … args)
- Object对应原方法的返回值,若原方法无返回值,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,关闭程序的安全检测
【setAccessible】
- Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
- setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
- 参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查提高反射的效率。如果代码中必须用反射,而该句代码需要频繁的被调用,那么请设置为true。使得原本无法访问的私有成员也可以访问
- 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查
【使用】
package com.cyf.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 通过反射,动态地创建一个对象
*/
public class Test09 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//获得Class对象
Class c1 = Class.forName("com.cyf.reflection.User");
//构造一个对象
//本质是调用了无参构造
User user = (User)c1.newInstance();
System.out.println(user);
//通过构造器创建对象
Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user2 = (User)constructor.newInstance("cyf", 001, 25);
System.out.println(user2);
/**
* 1、通过反射获得方法
* 2、通过反射调用方法
* 3、invoke激活 (对象,"方法的值")
*/
User user3 = (User)c1.newInstance();
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user3,"cyf");
System.out.println(user3.getName());
//通过反射设置属性
User user4 = (User)c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
//不能直接操作私有属性,通过setAccessible()关闭程序的安全检测
name.setAccessible(true);
name.set(user4,"pdd");
System.out.println(user4.getName());
}
}
package com.cyf.reflection;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 分析性能问题
*/
public class Test10 {
//通过普通方式调用
public static void test01(){
User user = new User();
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
user.getName();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方式调用方法执行10亿次: "+(endTime-startTime)+"ms");
}
//通过反射调用
public static void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方式调用方法执行10亿次: "+(endTime-startTime)+"ms");
}
//通过反射调用,关闭程序安全检测
public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
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 < 10_0000_0000; 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 InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
test01();
test02();
test03();
}
}
3、2 反射操作泛型
- Java采用泛型擦除的机制引入泛型,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Wildcard Type 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
- TypeVariable: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
package com.cyf.reflection;
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 void test01(Map<String,User> map, List<User> lists){
}
public Map<String,User> test02(){
System.out.println("test02");
return null;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Method method = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println("#"+genericParameterType);
if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
method = Test11.class.getMethod("test02",null);
Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
}
3、3 反射操作注解
- getAnnotations
- getAnnotation
- ORM:Object relationship Mapping -->对象关系映射
要求:利用注解和反射完成类和表结构的映射关系
package com.cyf.reflection;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
/**
* 反射操作注解
*/
public class Test12 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
Class c1 = Class.forName("com.cyf.reflection.Student2");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//获得注解的value的值
Tablekuang tablekuang = (Tablekuang)c1.getAnnotation(Tablekuang.class);
System.out.println(tablekuang.value());
//获得类指定的注解
Field f = c1.getDeclaredField("name");
Fieldkuang annotation = f.getAnnotation(Fieldkuang.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
}
}
@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() {
}
public Student2(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.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;
}
@Override
public String toString() {
return "Student2{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
//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();
}