Java 反射、注解

本文深入讲解Java泛型的基本概念及应用,包括泛型擦除、泛型类/方法/接口的定义与使用、泛型关键字的理解及反射泛型的实现案例。

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1. 泛型

 

基本用法、泛型擦除、泛型类/泛型方法/泛型接口、泛型关键字、反射泛型

 

a. 概述

  泛型是JDK1.5以后才有的, 可以在编译时期进行类型检查,且可以避免频繁类型转化!

 

// 运行时期异常

@Test

public void testGeneric() throws Exception {

// 集合的声明

List list = new ArrayList();

list.add("China");

list.add(1);

 

// 集合的使用

String str = (String) list.get(1);

 

}

 

// 使用泛型

@Test

public void testGeneric2() throws Exception {

// 声明泛型集合的时候指定元素的类型

List<String> list = new ArrayList<String>();

list.add("China");

// list.add(1);// 编译时期报错

 

String str = list.get(1);

}

 

 

泛型擦除,

泛型只在编译时期有效,编译后的字节码文件中不存在有泛型信息!

 

/*

 * 泛型擦除实例

 

public void save(List<Person> p){

}

public void save(List<Dept> d){    // 报错: 与上面方法编译后一样

}

*/

 

 

泛型写法:

// 型写法

@Test

public void testGeneric3() throws Exception {

// 声明泛型集合,集合两端类型必须一致

List<Object> list = new ArrayList<Object>();

List<String> list1 = new ArrayList<String>();

List list2 = new ArrayList<String>();

List<Integer> list3 = new ArrayList();

 

// 错误

//List<Object> list4 = new ArrayList<String>();

// 错误: 泛型类型必须是引用类型,不能为基本类型

List<int> list5 = new ArrayList<int>();

}

 

 

b. 泛型方法/泛型类/泛型接口

作用:

设计公用的类、方法,对公用的业务实现进行抽取!

使程序更灵活!

 

1. 泛型方法:

public class GenericDemo {

 

// 定义泛型方法

public <K,T> T save(T t,K k) {

return null;

}

 

// 测试方法

@Test

public void testMethod() throws Exception {

// 使用泛型方法:  在使用泛型方法的时候,确定泛型类型

save(1.0f, 1);

}

}

 

 

2. 泛型类:

public class GenericDemo<T> {

 

// 定义泛型方法

public <K> T save(T t,K k) {

return null;

}

 

public void update(T t) {

 

}

 

// 测试方法

@Test

public void testMethod() throws Exception {

 

// 泛型类:  在创建爱泛型类对象的时候,确定类型

GenericDemo<String> demo = new GenericDemo<String>();

demo.save("test", 1);

}

}

 

3. 泛型接口:

/**

 * 泛型接口

 * @author Jie.Yuan

 *

 * @param <T>

 */

public interface IBaseDao<T> {

void save(T t );

void update(T t );

}

 

 

泛型接口类型确定: 实现泛型接口的类也是抽象,那么类型在具体的实现中确定或创建泛型类的时候确定

public class BaseDao<T> implements IBaseDao<T> {

 

泛型接口类型确定: 在业务实现类中直接确定接口的类型

public class PersonDao implements IBaseDao<Person>{

 

 

 

 

c. 泛型关键字

泛型中:

?    指定只是接收值

extends      元素的类型必须继承自指定的类

super        元素的类型必须是指定的类的父类

 

 

关键字  ?

 

/**

 * 泛型, 涉及到一些关键字

 *

 * Ctrl + shift + R   查看当前项目中类

 * Ctrl + shift + T   查看源码jar包中的类

 * @author Jie.Yuan

 *

 */

public class App_extends_super {

 

//只带泛型特征的方法

public void save(List<?> list) {

// 只能获取、迭代list;  不能编辑list

}

 

@Test

public void testGeneric() throws Exception {

 

// ?  可以接收任何泛型集合, 但是不能编辑集合值; 所以一般在方法参数中用

List<?> list = new ArrayList<String>();

//list.add("");// 报错

}

}

 

 

关键字  extends    【上限】

 

public class App_extends_super {

 

 

/**

 * list集合只能处理 Double/Float/Integer等类型

 * 限定元素范围:元素的类型要继承自Number类  (上限)

 * @param list

 */

public void save(List<? extends Number> list) {

}

 

@Test

public void testGeneric() throws Exception {

List<Double> list_1 = new ArrayList<Double>();

List<Float> list_2 = new ArrayList<Float>();

List<Integer> list_3 = new ArrayList<Integer>();

 

List<String> list_4 = new ArrayList<String>();

 

// 调用

save(list_1);

save(list_2);

save(list_3);

//save(list_4);

}

}

 

 

 

 

关键字  super     【下限】

 

 

/**

 * 泛型, 涉及到一些关键字

 *

 * Ctrl + shift + R   查看当前项目中类

 * Ctrl + shift + T   查看源码jar包中的类

 * @author Jie.Yuan

 *

 */

public class App_super {

 

 

/**

 * super限定元素范围:必须是String父类   【下限】

 * @param list

 */

public void save(List<? super String> list) {

}

 

@Test

public void testGeneric() throws Exception {

// 调用上面方法,必须传入String的父类

List<Object> list1 = new ArrayList<Object>();

List<String> list2 = new ArrayList<String>();

 

List<Integer> list3 = new ArrayList<Integer>();

//save(list3);

}

}

d. 泛型的反射

案例,设置通用方法,会用到反射泛型!

 

步骤:

1. 案例分析 /  实现

2. 涉及知识点(jdk api)

3. 优化 / 反射泛型

 

 

反射泛型涉及API

Student    类型的表示

Id   name

ParameterizedType   参数化类型的表示

ArrayList<String>();

 

Type    接口,任何类型默认的接口!

        包括: 引用类型、原始类型、参数化类型

 

List<String>  list   =  new   ArrayList<String>();

泛型集合:    list

集合元素定义:new   ArrayList<String>();  中的String

参数化类型  ParameterizedType 

即:ArrayList<String> ” 为参数化类型

 

 

 

反射泛型案例

public class AdminDao extends BaseDao<Admin> {}

public class AccountDao extends BaseDao<Account> {}

 

 

/**

 * 所有dao的公用的方法,都在这里实现

 * @author Jie.Yuan

 *

 */

public class BaseDao<T>{

 

// 保存当前运行类的参数化类型中的实际的类型

private Class clazz;

// 表名

private String tableName;

 

 

 

// 构造函数: 1. 获取当前运行类的参数化类型; 2. 获取参数化类型中实际类型的定义(class)

public BaseDao(){

//  this  表示当前运行类  (AccountDao/AdminDao)

//  this.getClass()  当前运行类的字节码(AccountDao.class/AdminDao.class)

//  this.getClass().getGenericSuperclass();  当前运行类的父类,即为BaseDao<Account>

//                                           其实就是参数化类型ParameterizedType   

Type type = this.getClass().getGenericSuperclass();

// 强制转换为参数化类型”  BaseDao<Account>

ParameterizedType pt = (ParameterizedType) type;

// 获取参数化类型中,实际类型的定义  【new Type[]{Account.class}

Type types[] =  pt.getActualTypeArguments();

// 获取数据的第一个元素:Accout.class

clazz = (Class) types[0];

// 表名  (与类名一样,只要获取类名就可以)

tableName = clazz.getSimpleName();

}

 

 

/**

 * 主键查询

 * @param id 主键值

 * @return      返回封装后的对象

 */

public T findById(int id){

/*

 * 1. 知道封装的对象的类型

 * 2. 表名【表名与对象名称一样, 且主键都为id

 *

 * 即,

 *   ---》得到当前运行类继承的父类  BaseDao<Account>

 *   ----》 得到Account.class

 */

 

String sql = "select * from " + tableName + " where id=? ";

try {

return JdbcUtils.getQuerrRunner().query(sql, new BeanHandler<T>(clazz), id);

} catch (SQLException e) {

throw new RuntimeException(e);

}

}

 

 

/**

 * 查询全部

 * @return

 */

public List<T> getAll(){

String sql = "select * from " + tableName ;

try {

return JdbcUtils.getQuerrRunner().query(sql, new BeanListHandler<T>(clazz));

} catch (SQLException e) {

throw new RuntimeException(e);

}

}

}

 

 

 

2. 反射复习

反射,可以在运行时期动态创建对象;获取对象的属性、方法;

 

public class Admin {

 

// Field

private int id = 1000;

private String name = "匿名";

 

// Constructor

public Admin(){

System.out.println("Admin.Admin()");

}

public Admin(String name){

System.out.println("Admin.Admin()" + name);

}

 

// Method

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;

}

 

}

 

 

// 反射技术

public class App {

 

// 1. 创建对象

@Test

public void testInfo() throws Exception {

// 类全名

String className = "cn.itcast.c_reflect.Admin";

// 得到类字节码

Class<?> clazz = Class.forName(className);

 

// 创建对象1: 默认构造函数简写

//Admin admin = (Admin) clazz.newInstance();

 

// 创建对象2: 通过带参数构造器创建对象

Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);

Admin admin = (Admin) constructor.newInstance("Jack");

 

}

@Test

//2. 获取属性名称、值

public void testField() throws Exception {

 

// 类全名

String className = "cn.itcast.c_reflect.Admin";

// 得到类字节码

Class<?> clazz = Class.forName(className);

// 对象

Admin admin =  (Admin) clazz.newInstance();

 

// 获取所有的属性名称

Field[]  fs =  clazz.getDeclaredFields();

// 遍历:输出每一个属性名称、值

for (Field f : fs) {

// 设置强制访问

f.setAccessible(true);

// 名称

String name = f.getName();

//

Object value = f.get(admin);

 

System.out.println(name + value);

}

}

 

@Test

//3. 反射获取方法

public void testMethod() throws Exception {

 

// 类全名

String className = "cn.itcast.c_reflect.Admin";

// 得到类字节码

Class<?> clazz = Class.forName(className);

// 对象

Admin admin =  (Admin) clazz.newInstance();

 

// 获取方法对象    public int getId() {

Method m = clazz.getDeclaredMethod("getId");

// 调用方法

Object r_value = m.invoke(admin);

 

System.out.println(r_value);

}

 

}

 

 

3. 注解

概述

注解与注释,

注解,告诉编译器如何运行程序!

注释, 给程序员阅读,对编译、运行没有影响;

 

注解作用,

1. 告诉编译器如何运行程序;

2. 简化(取代)配置文件   【案例后再看】

 

常用的注解,

// 重写父类的方法

@Override

public String toString() {

return super.toString();

}

 

// 抑制编译器警告

@SuppressWarnings({"unused","unchecked"})

private void save() {

List list = null;

}

 

// 标记方法以及过时

@Deprecated

private void save1() {

}

 

自定义注解

通过自定义注解,可以给类、字段、方法上添加描述信息!

 

a. 注解基本写法

/**

 * 自定义注解  (描述一个作者)

 * @author Jie.Yuan

 *

 */

public @interface Author {

 

/**

 * 注解属性

 *   1. 修饰为默认或public

 *    2. 不能有主体

 */

String name();

int age();

}

 

使用

@Author(name = "Jet", age = 30)

public void save() {

 

}

 

b.带默认值的注解

public @interface Author {

 

/**

 * 注解属性

 *   1. 修饰为默认或public

 *    2. 不能有主体

 */

String name();

int age() default 30;   // 带默认值的注解;  使用的时候就可以不写此属性值

}

 

 

b.默认名称的注解

注解属性名称为value,这就是默认名称

public @interface Author {

// 如果注解名称为value,使用时候可以省略名称,直接给值

// (且注解只有一个属性时候才可以省略名称)

String value();

}

 

使用

@Author("Jet")

@Author(value = "Jet")

 

 

 

 

注解属性类型为数组:

public @interface Author {

 

String[] value() default {"test1","test2"};

}

使用:

@Author({“”,“”}

public void save() {

 

}

 

 

元注解

元注解,表示注解的注解!

 

指定注解的可用范围:

@Target({

TYPE,     

FIELD,     字段

METHOD,  方法

PARAMETER,   参数

CONSTRUCTOR, 构造器

 LOCAL_VARIABLE  局部变量

})

 

// 元注解 - 2. 指定注解的声明周期

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)    注解只在源码级别有效

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)      注解在字节码即别有效  默认值

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)   注解在运行时期有效

 

注解反射

@Id

@Author(remark = "保存信息!!!", age = 19)

public void save() throws Exception {

// 获取注解信息: name/age/remark

 

 

// 1. 先获取代表方法的Method类型;

Class clazz = App_2.class;

Method m = clazz.getMethod("save");

 

// 2. 再获取方法上的注解

Author author = m.getAnnotation(Author.class);

// 获取输出注解信息

System.out.println(author.authorName());

System.out.println(author.age());

System.out.println(author.remark());

}

 

 

 

 

 

 

 

<think>我们有一个用户查询,要求了解Java反射注解的使用方法或实现原理。用户特别提到了“使用教程”或“实现原理”,因此我们的回答需要覆盖这两方面。根据提供的引用,我们可以总结出以下关键点:1.引用[1]提到反射的方式:实例化对象、通过getClass方法、得到包等。但文本不完整,我们可以考其他引用。2.引用[2]强调注解在日常开发中使用多,反射较少,但框架底层大量使用。同时提到注解反射是基本功,面试常问。3.引用[3]的目录结构提供了注解反射的详细大纲:包括注解的概念、内置注解、元注解、自定义注解反射的概念、动态语言与静态语言、Java反射机制、反射API、Class类、类加载过程、类加载器、运行时类的结构、泛型信息以及操作注解。4.引用[4]提到“反射操作注解”,这也是一个重要的应用。因此,我们组织回答的结构如下:1.先简要介绍反射注解的概念及其重要性。2.分别讲解反射的使用方法和原理。-反射的使用:包括获取Class对象的三种方式、通过反射获取构造方法并创建对象、获取字段和方法、调用方法等。-反射的原理:涉及JVM的类加载机制、Class对象、方法区等。3.然后讲解注解的使用方法和原理。-注解的使用:内置注解(如@Override)、元注解(如@Target)、自定义注解注解的解析(反射或编译时处理)。-注解的原理:注解本质上是接口,而注解信息的存储和读取由JVM实现。4.最后,结合反射注解:如何通过反射获取注解信息并利用。注意:使用教程部分需要代码示例,而原理部分需要解释机制。由于用户要求使用中文,我们使用中文回答。另外,我们还需要生成相关问题。下面开始编写回答。</think> ### Java反射注解的使用与原理 #### **一、反射的使用方法** 1. **核心API** - **获取Class对象**(三种方式): ```java Class<?> clazz1 = Class.forName("java.lang.String"); // 类全路径 Class<?> clazz2 = String.class; // 类字面量 Class<?> clazz3 = "".getClass(); // 对象.getClass() ``` - **操作类成员**: ```java // 获取构造方法并实例化 Constructor<?> cons = clazz1.getConstructor(String.class); Object obj = cons.newInstance("Hello"); // 调用方法 Method method = clazz1.getMethod("length"); int length = (int) method.invoke(obj); // 返回字符串长度 // 访问字段 Field field = clazz1.getDeclaredField("value"); field.setAccessible(true); // 打破私有限制 char[] chars = (char[]) field.get(obj); ``` 2. **应用场景** - 动态加载类(如插件化开发) - 框架底层(如Spring的IoC容器通过反射创建Bean) - 调试工具(查看运行时对象结构) --- #### **二、注解的使用方法** 1. **内置常用注解** | 注解 | 作用 | |---------------|-------------------------------| | `@Override` | 标记方法重写父类/接口方法 | | `@Deprecated` | 标记已过时方法/类 | | `@SuppressWarnings` | 抑制编译器警告 | 2. **自定义注解** ```java @Target(ElementType.METHOD) // 仅用于方法 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 运行时保留 public @interface MyAnnotation { String value() default ""; // 带默认值的属性 int priority() default 0; } ``` - `@Target`:定义注解作用目标(类、方法、字段等) - `@Retention`:定义注解生命周期(源码、编译、运行时) 3. **注解解析(结合反射)** ```java Method method = obj.getClass().getMethod("myMethod"); if (method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)) { MyAnnotation anno = method.getAnnotation(MyAnnotation.class); System.out.println("Priority: " + anno.priority()); } ``` --- #### **三、反射注解的实现原理** 1. **反射原理** - JVM在类加载时生成`Class`对象(位于方法区) - Class对象包含类元数据:字段、方法、构造器等指针 - 反射调用本质是通过`Class`对象访问这些元数据 - **性能开销**:绕过了编译器优化,需安全检查(可通过`setAccessible(true)`减少开销)[^3] 2. **注解原理** - 注解本质是继承`Annotation`的接口 - 编译器为注解生成代理类(如`$Proxy1`) - 运行时通过动态代理解析注解属性 - 注解信息存储在类文件的`RuntimeVisibleAnnotations`属性中 3. **关键内存结构** ```mermaid graph LR A[Java源文件] --编译--> B[字节码文件] B --类加载--> C[方法区] C --> D[Class对象] D --> E[字段/方法/构造器指针] D --> F[注解存储区] ``` --- #### **四、反射操作注解的典型应用** 1. **ORM框架映射** ```java @Table("user") // 自定义注解 public class User { @Column("id") private int userId; public static void main(String[] args) { Table tableAnno = User.class.getAnnotation(Table.class); String tableName = tableAnno.value(); // 获取表名"user" // 通过反射读取字段注解生成SQL } } ``` 2. **注解处理器** - **编译时处理**(如Lombok):继承`AbstractProcessor`修改AST - **运行时处理**:结合反射动态改变行为(如权限检查) --- ### 相关问题 1. 为什么反射会降低性能?有哪些优化反射调用的方法? 2. 如何在编译时处理注解(如Lombok原理)? 3. 如何利用注解实现简单的AOP功能(如权限校验)? 4. `@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)`和`RUNTIME`的应用场景有什么区别? [^1]: Java注解反射的核心机制 [^2]: 框架对反射注解的依赖场景 [^3]: JVM类加载与反射的底层交互过程 [^4]: 反射注解在实际工程中的取舍
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