注解和反射（总结完毕）2020.12.26

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注解

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该博客围绕Java展开，介绍了注解相关内容，包括元注解和自定义注解。重点阐述反射机制，如反射的定义、优缺点，获取Class类实例的三种方式，还对Java内存进行分析，涉及类初始化、类加载器等，最后探讨反射操作注解及性能问题。

Java SE最后一章

1. 注解

在这里插入图片描述

什么是注解？

package com.liang.annotation;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//什么是注解
public class Test01 extends Object {

    @Override//重写的注解
    public String toString() {

        return super.toString();
    }

    //  @Deprecated   不推荐程序员使用，但是可以使用，或者存在更好的方式
    @Deprecated
    public static void test(){
        System.out.println("  Deprecated");
    }

    @SuppressWarnings("all")//警告镇压，消除警告
    public void test02(){
        List list = new ArrayList();
    }


    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
}

1.2. 元注解

在这里插入图片描述
测试元注解

package com.liang.annotation;

import java.lang.annotation.*;

//测试元注解
//@MyAnnotation//只能用在方法上
public class Test02 {
    @MyAnnotation
    public void test(){}

}

//定义一个注解
//Target 表示我们的注解可以用在那些地方
@Target(value= {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})//给他一个数组，定义一个类上面，有效

//Retention  表示我们的注解在什么地方有效
//runtime>class>soures
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)

//Documented 表示是否将我们的注解生成在JAVAdoc中
@Documented

//Inherited 子类可以继承父类的注解
@Inherited
@interface MyAnnotation{

}

1.3 自定义注解

在这里插入图片描述

package com.liang.annotation;


import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

//自定义注解
public class Test03 {
//注解可以显示赋值，如果没有默认值，我们就必须给注解赋值
    @MyAnnotation2(name = "梁伟浩", schools = {"北京大学"})
    public void test(){

    }

    @MyAnnotation3("梁伟浩")
    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 "";//给他个默认值 上面可以不写
    int age() default 0;
    int id() default -1;//如果默认值为-1，代表不存在

    String[] schools() default {"北京大学","拜拜大学"};
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface  MyAnnotation3{
    String value();
}

2. 反射机制

什么是反射？

Java 反射，就是在运行状态中。
获取任意类的名称、package信息、所有属性、方法、注解、类型、类加载器等
获取任意对象的属性，并且能改变对象的属性
调用任意对象的方法
判断任意一个对象所属的类
实例化任意一个类的对象
在这里插入图片描述

2. 1 Java反射的优点和缺点

在这里插入图片描述

2.2 什么叫反射

package com.liang.reflection;

//什么叫反射
public class Test02 extends Object{
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        //通过反射获取类的class对象
        Class c1 = Class.forName("com.liang.reflection.User");
        System.out.println(c1);

        Class c2 = Class.forName("com.liang.reflection.User");
        Class c3 = Class.forName("com.liang.reflection.User");
        Class c4 = Class.forName("com.liang.reflection.User");

        //一个类在内存中只有一个class对象
        //一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在class对象中。
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
        System.out.println(c4.hashCode());

    }


}

//实体类:pojo , entity
class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getId() {
        return id;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

一个类在内存中只有一个class对象
一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在class对象中。
在这里插入图片描述

2.3 获取Class类实例的三种方式？

获取class方法（类对象 Class）
1、对象调用 getClass() 方法来获取,通常应用在：比如你传过来一个 Object类型的对象，而我不知道你具体是什么类，用这种方法
　　Person p1 = new Person();
　　Class c1 = p1.getClass();
2、类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠，程序性能更高
这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
　　Class c2 = Person.class;
3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
Class c3 = Class.forName(“reflex.Person”);
在这里插入图片描述
测试class类的创建方式有哪些

package com.liang.reflection;

//测试class类的创建方式有哪些
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.liang.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

        //方式三：通过类名.class获得
        Class<Student> 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<Integer> c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

        //获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);


    }
}

class Person{
   public String name;

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

    public Person() {//无参构造
    }

    public Person(String name) {//有参构造
        this.name = name;
    }
}

class Student extends Person{
    public Student(){//构造方法
        this.name = "学生";
    }
}
class Teacher extends Person {
    public Teacher() {//构造方法
        this.name = "老师";
    }
}


输出结果：D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\bin\java.exe "-javaagent:D:\Study software\IntelliJ IDEA 2020.3\lib\idea_rt.jar=53157:D:\Study software\IntelliJ IDEA 2020.3\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\charsets.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\deploy.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\cldrdata.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\javaws.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jce.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jfr.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jfxswt.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jsse.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\management-agent.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\plugin.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\resources.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\rt.jar;D:\IdeaWorkSpace2\kuangshen\out\production\reflect com.liang.reflection.Test03
这个人是；学生
356573597
356573597
356573597
int
class com.liang.reflection.Person

Process finished with exit code 0

在这里插入图片描述

2.4 那些类型可以有Class对象？

在这里插入图片描述

3. Java内存的分析

3.1 什么时候会发生类初始化？

在这里插入图片描述

package com.liang.reflection;

import java.sql.SQLOutput;

//测试类什么时候会初始化
public class Test06 {
    static {
        System.out.println("Mian类被加载");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //主动引用
       // Son son = new Son();

        //反射也会产生主动引用
       // Class.forName("com.liang.reflection.Son");

        //不会产生类的引用方法
      //  System.out.println(Son.b);

        Son[] array=new Son[5];
        //System.out.println(array);

        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;
}

3.2 类加载器

在这里插入图片描述

package com.liang.reflection;

public class Test07 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //获取系统类的加载器   用户加载类
        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 parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);

        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.liang.reflection.Test07").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试jdl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  多重监测 保证安全性
        //java.lang.string-->
    }
}

3.3 获得类运行时的结构

package com.liang.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Set;

//获得类的信息
public class Test08 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1= Class.forName("com.liang.reflection.User");//前面那句就是返回一个对象

       // User user = new User(, , );
        //c1= user.getClass();
        //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();//getFields,只能找到public属性


        fields = c1.getDeclaredFields();//getDeclaredField,找到全部的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name);

        //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("正常的："+method);
        }
        Method[] Methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法
        for (Method method : Methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods: "+method);
        }
        //获得指定方法
        //重载
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

        //获得构造器
        System.out.println("==============================");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//这个获得public
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        Constructor[] declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructors();

        for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println("#"+declaredConstructor);//获得本类及其父类的全部public方法
        }

        //获得指定的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定"+declaredConstructor);

    }
}

小结：

在实际的操作中，获得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
一定要熟悉java.lang.fefleat包的作用，反射机制。
如何获得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。

3.4 有了class对象，能做什么？

在这里插入图片描述
不能直接操作私有属性，我们需要关闭程序的安全监测，属性或者方法的SetAccessible(true)

package com.liang.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

//动态的创建对象，通过反射
public class Test09 {
    //
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//       //获得class对象
//        Class c1 = Class.forName("com.liang.reflection.User");
//
//        //构造一个对象
//        User user =(User)c1.newInstance();//返回的是object类型，强转一下
//        System.out.println(user);
//            }
        Class c1 = Class.forName("com.liang.reflection.User");
        User user = (User) c1.newInstance();//本质是调用了类的无参构造
        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("梁伟浩", 001, 18);
        System.out.println(user2);


        //通过反射调用普通方法
        User user3 =(User)c1.newInstance();

        //通过反射获取一个方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);

        //invoke：激活的意思
        //（对象，“方法的值”）
        setName.invoke(user3,"狂神");
        System.out.println(user3.getName());
        System.out.println("kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk");
        //通过反射操作属性
        User user4 = (User) c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
//不能直接操作私有属性，我们需要关闭程序的安全监测，属性或者方法的etAccessible(true)
        name.setAccessible(true);//会降低程序效率
        name.set(user4,"梁伟浩2");
        System.out.println(user4.getName());
    }
}

在这里插入图片描述

3.5 测试分析性能问题

package com.liang.reflection;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

//分析性能问题
public class Test10 {

    //普通方式调用
public static void test01(){
    User user = new User();

    long startTime=System.currentTimeMillis();

    for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
        user.getName();
    }
    long endTime = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("普通方式执行10亿次的时间为："+(endTime-startTime+"ms"));
}


    //反射方式调用
    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 < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user, null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式执行10亿次的时间为："+(endTime-startTime+"ms"));
    }

    //反射方式调用  关闭监测

    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);//关闭监测


        long startTime=System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user, null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("关闭监测执行10亿次的时间为："+(endTime-startTime+"ms"));
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {//测试让程序跑起来哦
        test01();
        test02();
        test03();
    }

}
  

运行结果：
    D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\bin\java.exe "-javaagent:D:\Study software\IntelliJ IDEA 2020.3\lib\idea_rt.jar=58240:D:\Study software\IntelliJ IDEA 2020.3\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\charsets.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\deploy.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\cldrdata.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\javaws.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jce.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jfr.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jfxswt.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\jsse.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\management-agent.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\plugin.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\resources.jar;D:\JavaEnvironment\jdk1.8.0_152\jre\lib\rt.jar;D:\IdeaWorkSpace2\kuangshen\out\production\reflect com.liang.reflection.Test10
普通方式执行10亿次的时间为：4ms
反射方式执行10亿次的时间为：3118ms
关闭监测执行10亿次的时间为：1552ms

Process finished with exit code 0

3.6 反射操作注解

在这里插入图片描述

package com.liang.reflection;


import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;

//练习反射操作注解
public class Test11 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {

        Class c1 = Class.forName("com.liang.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
        TableLiang tableLiang = (TableLiang) c1.getAnnotation(TableLiang.class);
        String value = tableLiang.value();
        System.out.println(value);

        //获得类指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("id");
        FiledLiang annotation = f.getAnnotation(FiledLiang.class);

        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());
    }
}

@TableLiang("db_student")
class Student2{

    @FiledLiang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @FiledLiang(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @FiledLiang(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String name;

    public Student2(){//无参构造器

    }

    public Student2(int id, int age, String name) {//有参构造器
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", 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;
    }
}


@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@interface  TableLiang{
    String value();
}

//属性的注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
@interface FiledLiang{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}