Java注解与反射详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jiaofang1222/article/details/124920215

注解入门

1.Annotation 作用：

不是程序本身，可以对程序做出解释；
可以被其他程序如编译器读取；

2.格式及使用

格式：@注释名
使用方式：在package,class,method,field上面，相当于添加了额外的辅助信息，可以通过反射机制实现对这些元数据的访问。

3.常见注解

@Override 重写超类的方法
@Deprecated: 不推荐程序使用，但是可以使用，有更好的实现方式
@SuppressWarning 压制警告信息

4.元注解

作用：负责注解其他注解的使用范围，描述注解的生命周期
分类：四个标准的元注解
@Target ：描述注解的使用范围，注意可以放置多个范围{ElementType.TYPE,Element.FILED}

范围关键字	使用方式	解析
TYPE	@Target(ElementType.TYPE)	用在类、接口或枚举类中
FIELD	@Target(ElementType.FILED	用在属性上
METHOD	@Target(ElementType.METHOD	用在方法上
PACKAGE	@Target(ElementType.PACKAGE)	用在包上
…	…

@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

生命周期关键字	使用方式	解析
RUNTIME	@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)	在运行时有效，在运行时节点可以通过反射获取
SOURCE	@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)	在源代码时候可以
CLASS	@Retention(RetentionPolicy.CLASS)	在类上是可用

@Document：说明注解将被包含在javadoc中
@Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

//测试元注解
public class Test02 {
    @MyAnnotation
    public void test(){
    }
}
//定义一个注解
//Target  表示注解可以用在哪些地方，方法上，类上，可以放多个
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
//Retention  表示的注解在什么地方有效
//runtime>class>sources
@Retention(value= RetentionPolicy.RUNTIME)
//Document 表示是否将将注解生成在javadoc中
@Documented
//Inherited 子类可以继承父类的注解
@Inherited
@interface MyAnnotation{
}

5.自定义注解

格式：

	@Traget
	@interface MyAnnotion{
		//注解参数格式：
		//字段类型，参数值
		String value();
	}

public class Test03 {
    //注解可以显示，如果没有默认值，必须使用注解赋值
    @MyAnnotation2(name = "zhaocai",age = 2)
    public void test(){

    }
    @MyAnnotation3("")
    public void test3(){

    }
}

@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 {"td","qh"};
}

@Target({ElementType.FIELD,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
    String value();  //一个参数的时候参数名使用value
}

反射机制

1.动态语言&静态语言

动态语言：在运行时可以改变其结构的语言，包括JavaScript 等
静态语言：运行时结构不可变的语言；
java不是动态语言，但是通过反射机制，可以成为准动态语言，使得编程时候更加灵活，但同时会存在效率降低，安全性降低的问题；
Reflection，允许程序在执行期间通过Reflection API取得任何类的内部信息，加载完类之后，在堆内存的方法区产生了一个Class对象，这个对象包含了完整的类的结构信息，并能任意操作任意对象的内部属性及方法；

2.反射过程

实例化对象->getClass()方法->得到完整的“包类”名称

3.反射机制提供的功能

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

4.java反射优缺点

优点：实现动态创建对象和编译，比较灵活
缺点：性能较差

5.相关API

java.lang.Class 代表一个类
java.lang.reflet.Method 代表类的方法
java.lang.reflect.Field 代表类的成员信息
java.lang.reflect.Constructor 代表类的构造器

//反射应用
public class Relection01 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //通过反射过去类的class对象
        Class c1 = Class.forName("com.jf.reflection.User");

        System.out.println(c1);
        Class c2 = Class.forName("com.jf.reflection.User");
        Class c3 = Class.forName("com.jf.reflection.User");

        //一个类在内存中只有一个Class对象
        //一个类被加载后，类的整个结构都会封控在Class对象中
        //通过比较类的hashcode可以判断是否为同一个对象
        System.out.println(c1.hashCode());
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
    }
}
//实体类  一般放在pojo或entity包下
class User{
    private int id;
    private int age;

    public User(int id, int age) {
        this.id = id;
        this.age = age;
    }

    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;
    }
}

1.获取Class类的方式

获取Class	解析
Class.forName(“具体包名”)	通过包名获取类
对象.getClass()	通过对象获取类
类名.class	通过类名获取类
子类对象.getSuperClass()	通过子类对象获取父类

//测试Class类的创建方式
public class Reflection02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是："+person.name);
        //方式一:有对象，通过 对象.getClass()方式创建
        Class c1=person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());

        //方式二：有包名，用forName获取对象
        Class c2 = Class.forName("com.jf.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

        //方式三：通过类名.class的方式获得
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());

        //方式四：基本内置类型的包装类，都有一个Type属性
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4.hashCode());

        //通过子类对象获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}

class Person{
    public String name;

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "name="+name;
    }
}

class Student extends Person{
    public Student(){
        this.name = "学生";

    }
}
class Teacher extends Person{
    public Teacher(){
        this.name = "老师";
    }
}

2.哪些类型有class对象

calss 外部类，成员，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

public class Reflection03 {
    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 = ElementType.class;//枚举
        Class c7 = Integer.class;//基本数据包装类
        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[10];
        int[] b = new int[100];
        Class a1 = a.getClass();
        Class b1 = b.getClass();
        System.out.println(a1.hashCode());
        System.out.println(b1.hashCode());
    }
}

3.java内存分析

1.内存分析：

堆：存放new出来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，包含具体数值；存放引用类型变量，引用对堆里对应对象的地址
方法区：可以被所有线程共享，包含了所有的class和static变量

2.类的初始化

使用某个类，并且该类未被加载到内存中，则会进行一下三个步骤进行初始化

类的加载：将类的class文件读入内存，并为之创建一个java.lang,Class对象
类的链接：将类的二进制数据合并到jre中，
类的初始化：JVM负责对类进行初始化

类的加载过程

3.类加载过程实例：

类加载，java程序编译成.class文件，加载到内存中，放到方法区保留Test05类数据，A类数据，加载完成对应会在堆中生成一个java.lang,Class对象分别代代表Test05类和A类；
链接，Test05类中，Main()方法，相关信息会存在栈中，静态变量m存在栈中，并且设置初始化值 m=0;
初始化，在堆中new A()，创建了一个A类的对象，指向A类的class，.m先赋值300，最后一次赋值为100；最终输出为100；

类加载过程

public class Reflection04 {
    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;
    }
    /*
    *m = 300;
    * m = 100; //重新赋值100
    * */
    static int m = 100;
    public A(){
        System.out.println("A类无参构造方法");
    }
}

在这里插入图片描述
类加载器的作用
java核心包
rt.jar包

4.获取类加载器

public class Reflection05 {
    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++）
        ClassLoader p1 = parent.getParent();
        System.out.println(p1);

        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.jf.reflection.Reflection05").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试jdk内置的类是谁加载的
        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
        //java.lang.String-->
    }
}

5.获取运行时类的完整结构

获取运行时类的完整结构

public class Reflection06 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("com.jf.reflection.User");

        //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的属性
        fields = c1.getDeclaredFields();//找到全部属性

        for (Field field:fields){
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println("==============");
        //获取指定属性的值
        Field id = c1.getDeclaredField("id");
        System.out.println(id);

        //获得类的方法
        System.out.println("============");
        Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及其父类的全部public方法
        for (Method method:methods){
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("============");
        methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法，包括private
        for (Method method:methods){
            System.out.println(method);
        }

        //获得指定方法
        System.out.println("==============");
        Method getId = c1.getMethod("getId",null);
        Method setId = c1.getMethod("setId", int.class);
        System.out.println(getId);
        System.out.println(setId);

        System.out.println("==============");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//获得声明的构造器
        for (Constructor constructor:constructors){
            System.out.println(constructor);
        }
        System.out.println("=============");
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();//获取所有的构造器
        for (Constructor constructor:constructors){
            System.out.println(constructor);
        }
        System.out.println("==============");
        //获得指定的构造器,
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class,int.class);
        System.out.println(declaredConstructor);

    }
}

6.获取Class

可创建对象，获取属性，方法，构造器

在这里插入图片描述

public class Reflection07 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //获得Class
        Class c1= Class.forName("com.jf.reflection.User");

        //构造一个对象，无参构造
        User user = (User) c1.newInstance();
        System.out.println(user);

        //通过先获取指定构造器，再创建对象
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class,int.class);
        User user1 = (User) declaredConstructor.newInstance(1,2);
        System.out.println(user1);

        //通过反射调用普通方法
        User user2 = (User) c1.newInstance();
        //通过反射获取一个方法
        Method setId = c1.getDeclaredMethod("setId", int.class);

        //invoke :激活的意思
        //(对象，"方法的值")
        setId.invoke(user2,222); //通过获取的方法给指定对象传参
        System.out.println(user2.getId());

        //通过反射操作属性
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        Field id = c1.getDeclaredField("id");

        //不能直接操作私有属性，需要关闭程序的安全监测，属性或方法的setAccessible(true)
        id.setAccessible(true);
        id.set(user3,333);
        System.out.println(user3.getId());

    }
}

7.反射操作泛型

先通过Class获取方法，然后再获取泛型参数；
在这里插入图片描述

//通过反射获取泛型
public class Reflection09 {
    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 = Reflection09.class.getMethod("test01",Map.class, List.class);
		//获取传入参数，及形参参数类型
        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 = Reflection09.class.getMethod("test02",null);
		
		//获取返回参数
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述

//练习反射操作注解
public class Reflection10 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.jf.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value的值
        TableStudent tableStudent = (TableStudent) c1.getAnnotation(TableStudent.class);
        String value = tableStudent.value();
        System.out.println(value);

        //获得属性指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("name");
        FieldStudent fieldStudent = (FieldStudent) f.getAnnotation(FieldStudent.class);
        System.out.println(fieldStudent.columnName());
        System.out.println(fieldStudent.type());
        System.out.println(fieldStudent.length());

    }
}
@TableStudent("db_student")
class Student2{
    @FieldStudent(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @FieldStudent(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private String name;
    @FieldStudent(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private int age;

    public Student2() {
    }

    public Student2(int id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
//类名注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableStudent{
    String value();
}