Java中的注解与反射

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原创 2025-07-23 16:14:44 1.3k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java 注解与反射详解（一遍过） Java 注解与反射（一遍过）类的初始化，类缓存，双亲委派机制阅读详情

注解：

1、什么是注解

注解本身是一个比较好理解也比较容易学习的东西，但是和一些其他的Java机制结合起来会变得复杂且功能性强大。在普通的日常编程中其实自己使用注解进行开发的情况并不多，注解长什么样呢？

@Override

这个东西想必大家并不陌生吧，这就是一个注解，只不过已经是由Oracle公司开发好的。那么这个注解有什么用呢，单独来说Override这个注解是用来检查父类是否存在这个原方法，不存在则编译错误。

我们进入到Override的源码来看一下：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

我们发现是这么一个玩意儿，这啥啊，这明明啥也没写啊。他是咋能实现这么伟大的功能的。这个注解的详细原理我们待会儿再说。我们先知道其实注解原本就长这样。

我们定义注解的代码就是这么简单：

public @interface Pillow {
}

我甚至直接这样定义也没有问题，这样的注解我就已经可以使用了。这就是注解的定义方式。

2、元注解

我们发现Override注解和我们自定义的注解上有一些不同，怎么Override注解头上还有注解。其实不止是这样，我们进入@Target注解看一下：

Target注解定义头上居然还有一个Target，什么情况，这是在玩套娃吗。

其实这些注解上的注解就是元注解，元注解是用于定义在自定义类型注解上的注解，其中比较重要的两个元注解就是@Retention 和 @Target

先说@Target，这个元注解的意思是想要将你自定义的注解应用到哪些地方：类上、方法上、参数上、注解上等等，其中应用于注解上的ElementType.ANNOTATION_TYPE就让自定义注解变为了元注解，这种属性可以添加多个，用{}括起来即可。

再说@Retention，这个元注解的意思是你想要将自定义注解保留在哪个阶段，一共有三种：源码级别（SOURCE）、编译级别（CLASS）、运行时级别（RUNTIME），级别逐级递增，大的级别包含小级别时期，比如运行时级别在源码和编译阶段都存在。来做一个练习：

分析@Override

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

答：作用在方法上且保留源码级别

3、如何使用注解

使用注解的方式非常简单，只需在想添加注解的地方加注解就可以了，注意所添加的注解要符合元注解定义。

我们在定义注解的时候，可以给注解添加属性，这些属性必须是基本数据类型、String、Class、枚举类型、注解类型或这些类型的数组，并且可以添加默认值。注意添加属性的时候有（）别漏掉。

@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Pillow {
    String value() default "xxx"; // 默认值为xxx
    int id() default 0; // 注意不能用Integer
}

这里定义属性名也有讲究，如果定义的属性名有一个叫value() 那么注意了：

一般使用注解是这样的 @Pillow(value = "run", id = 666)

而如果只有一个value值需要指定的话，就可以这么简写 @Pillow("run")，也就是这么写默认是给value指定值，但如果有两个及以上的值必须要指定的时候就不能简写。

4、注解级别应用场景

刚才我们讲了Rentention来指明注解级别，下面讲解不同级别的应用场景，最主要部分是运行时与反射联合操作的情况

源码级别：源码级别因为其核心是源码，大多应用场景是语法检查与编码，比如@Override就提供了父类检查机制，其原理是编译器内置了对这个注解的处理，就像是定义int a = "123"会编译异常一样。在Lombok中@Data注解自动提供getter和setter等方法，它也是在源码级别，原理是编译期的源码增强技术。

字节码级别：字节码级别是在编译后操作字节码文件，所以多用于字节码增强技术。AOP面向切面编程就是典型的字节码技术通过描字节码中的注解，根据注解信息对类进行修改（如添加代理逻辑、插入日志代码等），但运行时无需保留注解信息。

运行时级别：这也是我们在定义的时候用的最多的一个阶段，其主要是通过编译后通过反射拿到对应注解信息，再对相应的目标进行操作。如果没学过反射，蒙圈是正常的，往下会细讲反射就会慢慢理解。

反射：

反射是 Java 中一种强大的机制，允许程序在运行时获取类的信息、操作类的属性和方法，而无需在编译期知道类的具体信息。简单来说，反射让程序能够 “看透” 类的内部结构，并动态操作它们。

反射都是基于class的，只要拿到一个类的class，就可以知道他里边的全部信息，甚至修改。

下面是反射的常用方法

反射获取对象实例

自定义一个Student类

package com.software.demo18;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

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

    private void study(String other) {
        System.out.println(name + "正在学习，" + other + "别来沾边！！");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

四种方式获取类对象，一般最常用第三种：

        // 1. 通过类名.class获取（编译期已知类）
        Class<Student> cls1 = Student.class;

        // 2. 通过对象.getClass()获取（已知实例）
        Student student = new Student();
        Class<? extends Student> cls2 = student.getClass();

        // 3. 通过Class.forName("全类名")获取（运行时动态加载，最常用）
        Class<?> cls3 = Class.forName("com.software.demo18.Student");

        // 4. 通过类加载器获取
        ClassLoader classLoader = Run.class.getClassLoader();
        Class<?> cls4 = classLoader.loadClass("com.software.demo18.Student");

获取Student对象实例：

        // 通过构造器获取对象实例
        Constructor<?> constructor = cls1.getConstructor(String.class, int.class);
        Student student2 = (Student) constructor.newInstance("张三", 18);
        System.out.println(student2.name);

反射操作对象字段

我们直接实例化一个Student：

Student student = new Student("李四",21);

在上面我们已经创建好了类对象，这里我们用cls3来演示，这里要说明一下，我们只是拿到了类对象，就只是拿到了类而已。

下面演示如何把李四这个学生的姓名改成张三，这里还要提前说一点，在我们定义的Student类中，只有一个name的get方法，并且属性值都是私有的。那么如何访问私有属性呢？其实这里就用到了反射的特性，可以直接通过操作字节码将私有属性改为共有的就能访问了。方法为setAccessible(true)。

        Student student = new Student("李四",21);

        Class<?> cls3 = Class.forName("com.software.demo18.Student");

        Field name = cls3.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true); // 修改访问权限
        name.set(student,"张三"); // 传入实例对象和修改后的内容

        System.out.println(student.getName()); // 这里的输出就变成张三了

还有一个问题需要注意，我们虽然修改了访问权限，但是在编码的时候直接访问。原因是反射是通过动态修改，他是在运行时将权限修改，而在源码时期该权限并未修改。

反射调用对象方法

我将调用Student的study方法：

我们还可以通过反射去调对象相应的方法，实现如下：

这里我们还是用李四的实例。

        Student student = new Student("李四",21);

        Class<?> cls3 = Class.forName("com.software.demo18.Student");


        // 第一个参数为方法名，第二个参数以后就是要传入的形参
        Method method = cls3.getDeclaredMethod("study", String.class);                                 
        method.setAccessible(true); // 防止权限不足

        method.invoke(student,"张三"); // 输出"李四正在学习，张三别来沾边！！"

由此我们得出，我们可以通过反射动态的调用对象的任意方法，即使他是私有的。

通过这几个例子，我们初步的了解到了反射的作用，当然我只是演示了反射比较典型的例子，他还有更加强大的功能，详细都在最开始的树形图中。