反射&注解&枚举&内省

最新推荐文章于 2023-07-07 11:40:09 发布

Driven_Pluto

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分类专栏： Java学习之路

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Junit单元测试：

* 测试分类
	黑盒测试：不需要写代码，给输入值，看程序是否能够输出期望的值。
	白盒测试：需要写代码。关注程序具体的执行流程。
	
* Junit使用：白盒测试	
	* 步骤：
		1. 定义一个测试类(测试用例)
			建议：
				测试类名：被测的类名Test  CalculatorTest
				包名：xxx.xxx.xx.test  
		2. 定义测试方法：可以独立运行
			* 建议：
				* 方法名：test测试的方法名		testAdd() 
				* 返回值：void
				* 参数列表：空参

		3. 给方法加@Test
		4. 导入junit依赖环境
	* 判定结果：
		* 红色：失败
		* 绿色：成功
		* 一般我们会使用断言操作来处理结果
			* Assert.assertEquals(期望的结果,运算的结果);
	* 补充：
		* @Before:
			* 修饰的方法会在测试方法之前被自动执行
		* @After:
			* 修饰的方法会在测试方法执行之后自动被执行

反射：框架设计的灵魂

* 框架：半成品软件。可以在框架的基础上进行软件开发，简化编码
* 反射：将类的各个组成部分封装为其他对象，这就是反射机制
	* 好处：
		1. 可以在程序运行过程中，操作这些对象。
		2. 可以解耦，提高程序的可扩展性。

类加载器

JAVA反射机制是在运行状态中，获取任意一个类的结构 , 创建对象 , 得到方法，执行方法 , 属性 !；这种在运行状态动态获取信息以及动态调用对象方法的功能被称为java语言的反射机制。

Java类加载器（Java Classloader）是Java运行时环境（Java Runtime Environment）的一部分，负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中。

java默认有三种类加载器，BootstrapClassLoader、ExtensionClassLoader、AppClassLoader。

BootstrapClassLoader（引导启动类加载器）：
	嵌在JVM内核中的加载器，该加载器是用C++语言写的，主要负载加载JAVA_HOME/lib下的类库，引导启动类加载器无法被应用程序直接使用。
	
ExtensionClassLoader（扩展类加载器）：
	ExtensionClassLoader是用JAVA编写，且它的父类加载器是Bootstrap。是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现的，主要加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的类库。它的父加载器是BootstrapClassLoader
	
App ClassLoader（应用类加载器）：
	App ClassLoader是应用程序类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。它的父加载器为Ext ClassLoader

	类通常是按需加载，即第一次使用该类时才加载。由于有了类加载器，Java运行时系统不需要知道文件与文件系统。学习类加载器时，掌握Java的委派概念很重要。
	双亲委派模型：如果一个类加载器收到了一个类加载请求，它不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求转交给父类加载器去完成。每一个层次的类加载器都是如此。因此所有的类加载请求都应该传递到最顶层的启动类加载器中，只有到父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求（在它的搜索范围没有找到这个类）时，子类加载器才会尝试自己去加载。委派的好处就是避免有些类被重复加载。

* 获取Class对象的方式：
	1. Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
		* 多用于配置文件，将类名定义在配置文件中。读取文件，加载类
	2. 类名.class：通过类名的属性class获取
		* 多用于参数的传递
	3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。
		* 多用于对象的获取字节码的方式
	例：
	//1. Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
        Class c1 = Class.forName("cn.domain.Person");
        System.out.println(c1);
        //2. 类名.class：通过类名的属性class获取
        Class c2 = Person.class;
        System.out.println(c2);
        //3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。
        Person p = new Person();
        Class c3 = p.getClass();
        System.out.println(c3);
	* 结论：
		同一个字节码文件(*.class)在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。

* Class对象功能：
	* 获取功能：
		1. 获取成员变量们
			* Field[] getFields() ：获取所有public修饰的成员变量
			* Field getField(String name)   获取指定名称的 public修饰的成员变量

			* Field[] getDeclaredFields()  获取所有的成员变量，不考虑修饰符
			* Field getDeclaredField(String name)  
		2. 获取构造方法们
			* Constructor<?>[] getConstructors()  
			* Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)  
			//获取所有权限的单个构造方法
			* Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)  
			//获取所有权限的单个构造方法数组
			* Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  
		3. 获取成员方法们：
			* Method[] getMethods()  
			* Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  

			* Method[] getDeclaredMethods()  
			* Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  

		4. 获取全类名	
			* String getName()

* Field：成员变量
	* 操作：
		1. 设置值
			* void set(Object obj, Object value)  
		2. 获取值
			* get(Object obj) 

		3. 忽略访问权限修饰符的安全检查
			* setAccessible(true):暴力反射

* Constructor:构造方法
	* 创建对象：
		* T newInstance(Object... initargs)  

		* 如果使用空参数构造方法创建对象，操作可以简化：Class对象的newInstance方法


* Method：方法对象
	* 执行方法：
		* Object invoke(Object obj, Object... args)  

	* 获取方法名称：
		* String getName:获取方法名


* 案例：
	* 需求：写一个"框架"，不能改变该类的任何代码的前提下，可以帮我们创建任意类的对象，并且执行其中任意方法
		* 实现：
			1. 配置文件
			2. 反射
		* 步骤：
			1. 将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中
			2. 在程序中加载读取配置文件
			3. 使用反射技术来加载类文件进内存
			4. 创建对象
			5. 执行方法

代码实现

public class ReflectDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.加载配置文件
        Properties pro = new Properties();
        //1.2加载配置文件，转换为一个集合
        //1.1获取class目录下的配置文件
        ClassLoader classLoader = ReflectDemo3.class.getClassLoader();
        //获取指定文件
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
        pro.load(is);
        //2.获取配置文件中定义的数据
        String className = pro.getProperty("className");
        String methodName = pro.getProperty("methodName");
        //3.加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);
        //4.创建对象
        Object obj = cls.getConstructor().newInstance();
        //5.获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //6.执行方法
        method.invoke(obj);
    }
}

pro.properties文件

    className=cn.domain.Person
    methodName=run

注解：

* 概念：说明程序的。给计算机看的
* 注释：用文字描述程序的。给程序员看的

* 定义：注解（Annotation），也叫元数据。一种代码级别的说明。它是JDK1.5及以后版本引入的一个特性，与类、接口、枚举是在同一个层次。它可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面，用来对这些元素进行说明，注释。
* 概念描述：
	* JDK1.5之后的新特性
	* 说明程序的
	* 使用注解：@注解名称

* 作用分类：
	①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】
	②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】
	③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【Override】

* JDK中预定义的一些注解
	* @Override	：检测被该注解标注的方法是否是继承自父类(接口)的
	* @Deprecated：该注解标注的内容，表示已过时
	* @SuppressWarnings：压制警告
		* 一般传递参数all  @SuppressWarnings("all")

* 自定义注解
	* 格式：
		元注解
		public @interface 注解名称{
			属性列表;
		}

	* 本质：注解本质上就是一个接口，该接口默认继承Annotation接口
		* public interface MyAnno extends java.lang.annotation.Annotation {}

	* 属性：接口中的抽象方法
		* 要求：
			1. 属性的返回值类型有下列取值
				* 基本数据类型
				* String
				* 枚举
				* 注解
				* 以上类型的数组

			2. 定义了属性，在使用时需要给属性赋值
				1. 如果定义属性时，使用default关键字给属性默认初始化值，则使用注解时，可以不进行属性的赋值。
				2. 如果只有一个属性需要赋值，并且属性的名称是value，则value可以省略，直接定义值即可。
				3. 数组赋值时，值使用{}包裹。如果数组中只有一个值，则{}可以省略
			例：
                public @interface AnnoDemo2 {
                     String show1();
                    int age() default 18;
                    Person per();
                    String[] str();
                }
                
				@AnnoDemo2(show1 = "asd",per = Person.P1,str = {"sds","sdad"})
                public void say(){
                    show1();
                }
                
                
	
	* 元注解：用于描述注解的注解
		* @Target：描述注解能够作用的位置
			* ElementType取值：
				* TYPE：可以作用于类上
				* METHOD：可以作用于方法上
				* FIELD：可以作用于成员变量上
		* @Retention：描述注解被保留的阶段
			* @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)：当前被描述的注解，会保留到class字节码文件中，并被JVM读取到
		* @Documented：描述注解是否被抽取到api文档中
		* @Inherited：描述注解是否被子类继承

AnnoTest类：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AnnoTest {
    String className();
    String methodName();
}

ReflectTest类：

@AnnoTest(className = "cn.annotation.Demo1",methodName = "show")
public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.解析注解
        //1.1获取该类的字节码文件
        Class<ReflectTest> cls = ReflectTest.class;
        //2.获取上边注解的对象
        AnnoTest annotation = cls.getAnnotation(AnnoTest.class);
        //3.调用注解对象中定义的抽象方法，获取返回值
        //其实就是在内存中生成了一个该注解接口的子类实现对象
        String className = annotation.className();
        String methodName = annotation.methodName();
        System.out.println(className);
        System.out.println(methodName);
        //4.加载类进内存
        Class clss = Class.forName(className);
        //5.创建对象
        Object obj = clss.getConstructor().newInstance();
        //6.获取方法对象
        Method method = clss.getMethod(methodName);
        //7.执行方法
        method.invoke(obj);
    }
}

案例：简单的测试框架
* 小结：
	1. 以后大多数时候，我们会使用注解，而不是自定义注解
	2. 注解给谁用？
		1. 编译器
		2. 给解析程序用
	3. 注解不是程序的一部分，可以理解为注解就是一个标签

Calculator类：

package cn.demo2;

public class Calculator {
    //加法
    @Check
    public void add(){
        String str = null;
        str.toString();
        System.out.println("1 + 0 =" + (1 + 0));
    }
    //减法
    @Check
    public void sub(){
        System.out.println("1 - 0 =" + (1 - 0));
    }
    //乘法
    @Check
    public void mul(){
        System.out.println("1 * 0 =" + (1 * 0));
    }
    //除法
    @Check
    public void div(){
        System.out.println("1 / 0 =" + (1 / 0));
    }


    public void show(){
        System.out.println("永无bug...");
    }
}

check类：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Check {
}

TestChek类：

package cn.demo2;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestChek {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建Calculatro对象
        Calculator c = new Calculator();
        //2.获取字节码文件
        Class cls = c.getClass();
        //3.获取所有方法
        Method[] methods = cls.getMethods();
        int count = 0;
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("D:\\IdeaProjects\\basic-code\\day29-Refact\\bug.txt"));
        for (Method method : methods) {
            //4.判断方法上是否有注解
            if (method.isAnnotationPresent(Check.class)){
                //5.有，执行
                try {
                    method.invoke(c);
                } catch (Exception e) {
                    //6.捕获异常
                    //记录到文件中
                    count++;
                    bw.write(method.getName()+"方发出异常了");
                    bw.newLine();
                    bw.write("异常名称"+e.getCause().getClass().getSimpleName());
                    bw.newLine();
                    bw.write("异常原因"+e.getCause().getMessage());
                    bw.newLine();
                }
            }
        }
        bw.write("本次测试一共出现了"+count+"次异常");
        bw.close();
    }
}

枚举

JDK1.5引入了新的类型——枚举。
在JDK1.5 之前，我们定义常量都是： public static fianl.... 。很难管理。
枚举，可以把相关的常量分组到一个枚举类型里，而且枚举提供了比常量更多的方法。
用于定义有限数量的一组同类常量，例如：
	错误级别：
    	低、中、高、急
    一年的四季：
    	春、夏、秋、冬
    商品的类型：
    	美妆、手机、电脑、男装、女装...
在枚举类型中定义的常量是该枚举类型的实例。

定义格式

权限修饰符 enum 枚举名称 {
 实例1,实例2，实例3，实例4;
}

public enum Level {
 LOW(30), MEDIUM(15), HIGH(7), URGENT(1);
 private int levelValue;
 private Level(int levelValue) {
  this.levelValue = levelValue;
}
 public int getLevelValue() {
  return levelValue;
}
}

注意事项:
一旦定义了枚举，最好不要妄图修改里面的值，除非修改是必要的。
枚举类默认继承的是java.lang.Enum类而不是Object类
枚举类不能有子类，因为其枚举类默认被final修饰
只能有private构造方法
switch中使用枚举时，直接使用常量名，不用携带类名
不能定义name属性，因为自带name属性
不要为枚举类中的属性提供set方法，不符合枚举最初设计初衷。

内省

基于反射 , java所提供的一套应用到JavaBean的API
 一个定义在包中的类 ,
 拥有无参构造器
     所有属性私有,
     所有属性提供get/set方法
     实现了序列化接口
     
 这种类, 我们称其为 bean类 . 
Java提供了一套java.beans包的api , 对于反射的操作, 进行了封装 !

Introspector

获取Bean类信息
方法: 
 BeanInfo getBeanInfo(Class cls)
 通过传入的类信息, 得到这个Bean类的封装对象 .

BeanInfo

常用的方法:
 MethodDescriptor[] getPropertyDescriptors():
 获取bean类的 get/set方法 数组

MethodDescriptor

常用方法:
 1. Method getReadMethod();
   获取一个get方法
 2. Method getWriteMethod();
   获取一个set方法
 有可能返回null 注意 ,加判断 !