注解和反射
什么是注解
Annotation从JDK5.0开始引进
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(比如:编译器)读取
比如:
-
package com.yuboyao.lesson01; public class Test01 extends Object{ //@Override就是注解 @Override public int hashCode() { return super.hashCode(); } }
-
-
@注释名,还可以加一些参考值
Annotation可以摘package,class,method,field上面使用
内置注解
- @Override:适用于修辞手法,重写
- @Deprecated:不鼓励使用
- @SuppressWarnings:镇压警告
元注解
作用:解释其他注解
meta-annotation有四种:
- @Target:使用范围
- @Retention:生命周期
- SOURCE(源码) < CLASS < RUNTIME
- @Document:包含在javadoc中
- @Inherited:继承父类注解
package com.yuboyao.lesson01;
import java.lang.annotation.*;
@MyAnnotation
public class Test02 {
public void test(){}
}
//定义一个注解
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME) //在运行时有效
@Documented //定义的注解将生成在javadoc中
@Inherited //注解
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE}) //范围 TYPE:类
@interface MyAnnotation{ }
自定义注解
格式:
public @interface 注解名 {定义内容}
自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口
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 {
@MyAnnotation(school = {"a"})
public void test(){}
@MyAnnotation2("") //如果注解只有一个value变量,那么可以不写赋值
public void test2(){}
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@interface MyAnnotation{
//注解的参数:参数类型 参数名();
String name() default ""; //有默认值在上面引用的时候就不用写参数了
int age() default 26;
int id() default -1; //默认值是-1代表不存在(indexof)
String[] school() default {"abcdefg","hijklmn"};
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@interface MyAnnotation2{
String value();
}
反射概述
静态语言 VS 动态语言
-
动态语言:运行时会改变其结构 Object-C、C#、JavaScript
-
function f(){ var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)" eval(x); }
-
-
静态语言 Java、C、C++
- 由于反射机制的存在,Java属于准动态语言,让编程更灵活,但是不安全
反射:
-
Reflection,反射机制允许程序执行期间借助Reflection API取得任何类的内部信息,并且能直接操作任意对象的内部属性及方法。
-
Class c = Class.forName("java.lang.String")
加载完类之后,在堆中的方法区就产生了一个Class类型的对象(一个类中只有一个Class对象),其包含了完整的类的结构信息。
反射的优缺点:
- 优点:实现动态编译和创建,灵活
- 缺点:反射操作总是慢于直接执行相同的操作
获得反射对象
public class Test02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//通过反射获取类的class对象
Class c1 = Class.forName("User");
System.out.println(c1);
Class c2 = Class.forName("User");
Class c3 = Class.forName("User");
Class c4 = Class.forName("User");
System.out.println(c2.hashCode()); //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(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;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", id=" + id +
", age=" + age +
'}';
}
}
得到Class类的几种方式
在Object类中定义了以下的方法,将被所有子类继承
public final Class getClass()
也就是说,所有反射最终都指向Class类
- Class本身也是一个类且只能被系统创建
- 一个加载的类在JVM中只有一个Class实例
- 通过Class可以得到一个类中所有被加载的结构
- Class是Reflection的必经之处
获取Class类的实例:
//测试class类的创建方式有哪些
public class Test003 {
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
Class c2 = Class.forName("Student");
System.out.println(c2.hashCode());
//方式三:类名.class
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("-------------------------------------------------------");
System.out.println(c4);
System.out.println(c4.hashCode());
System.out.println("-------------------------------------------------------");
//获得父类类型
Class c5 = c1.getSuperclass();
System.out.println(c5);
System.out.println(c5.hashCode());
}
}
class Person{
public String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
//无参构造器:Alt+Ins → 构造函数 → Person
public Person() {
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person{
public Student() {
this.name = "学生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher() {
this.name = "老师";
}
}
结果:
这个人是学生
668386784
668386784
668386784
-------------------------------------------------------
int
1808253012
-------------------------------------------------------
class Person
2129789493
所有类型的Class对象
import java.lang.annotation.ElementType;
//所有类型的Class
public class Test04 {
public static final Class C_9 = Class.class;
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; //基本数据类型
Class c8 = void.class; //void
Class c9 = Class.class; //Class
//按住Alt,选定c1 - c9,然后放开Alt,复制;再用相同的方法粘贴到System.out.println(c?);上
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);
//只要元素类型和维度相同,就是一个Class
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[10000];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
结果:
class java.lang.Object
interface java.lang.Comparable
class [Ljava.lang.String;
class [[I
interface java.lang.Override
class java.lang.annotation.ElementType
class java.lang.Integer
void
class java.lang.Class
2129789493
2129789493
类加载内存分析
类加载与ClassLoader理解:
- 加载:将class文件加载到内存中,将静态数据转换成方法区运行的数据结构,就生成了一个代表这个类的java.lang.Class对象
- 链接:将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态当中
- 验证:确保安全
- 在方法区为类变量(static)分配内存并分配初始值
- 解析:将常量名替换为地址
- 初始化:
- JVM执行类构造器()方法
- 确保其父类初始化
- 保证安全
public class Test05 {
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,对m赋予初始值,为0
3.初始化
<clinit>(){
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m = 300;
static int m = 100;
}
*/
}
}
class A{
static {
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m = 300;
}
static int m = 100;
public A() {
System.out.println("A类的无参构造初始化");
}
}
分析类初始化
什么时候会发生类的初始化:
- 类的主动引用(一定会发生):
- 当JVM启动,先初始化main()所在的类
- new
- 调用静态
- java.lang.reflect
- 先初始化父类
- 类的被动引用(不会发生):
- 通过子类引用父类的静态常量
- 数组定义类引用——只是分配了空间
- 引用常量——在链接阶段就完成了,放入常量池中
public class Test06 {
static {
System.out.println("加载main类");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1. 主动引用
//Son son = new Son();
//2. 反射 结果和1. 相同
//Class son1 = Class.forName("Son");
//不会产生类的引用
//System.out.println(Son.b);
//Son[] array = new Son[5];
System.out.println(Son.M);
}
}
class Father{
static int b = 2;
static {
System.out.println("加载父类");
}
}
class Son extends Father{
static {
System.out.println("加载子类");
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
类加载器
类加载器
- 作用:生成java.lang.Class对象,作为方法区中类数据的访问入口。
- 分类:
- 引导类加载器:C++编写,负责Java平台核心库——rt.java,无法直接获取
- 扩展类加载器:将jar包装入工作库
- 系统类加载器
类缓存:将类加载器中的类缓存一段时间,最后由gc回收。
public class Test07 {
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 parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);
//测试当前类是哪个加载器加载的 自己定义的类就是用户类加载器/APP类加载器
ClassLoader classloader = Class.forName("Test07").getClassLoader();
System.out.println(classloader);
//测试JKD内置的类是谁加载的
classloader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classloader);
//如何获取系统加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
/*
C:\Users\86156\IdeaProjects\zhujiehefanshe\out\production\zhujiehefanshe;
C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2022.3.2\lib\idea_rt.jar
*/
//双亲委派机制:如果重名,会用系统的 确保安全
}
}
结果:
jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@78308db1
jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@7ef20235
null
jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@78308db1
null
获取类的运行时结构
可以获取:Field(字段)、Method、Constructor、Superclass(父类)、Interface(接口)、Annotation
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test08 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("User");
//获得类的名字
System.out.println(c1.getName());
System.out.println(c1.getSimpleName());
System.out.println("=============================");
//获得类的属性
Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public属性
fields = c1.getDeclaredFields(); //找到全部的属性
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
System.out.println("=============================");
//获得指定属性的值
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
System.out.println("=============================");
//获得类的方法
Method[] methods = c1.getMethods(); //获得本类及父类的所有public方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("正常的:"+method);
}
methods = c1.getDeclaredMethods(); //获得本类的所有方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("getDeclaredMethods:"+method);
}
//获得指定的方法
Method getname = c1.getMethod("getName", null);
Method setname = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getname);
System.out.println(setname);
System.out.println("=============================");
//获得指定的构造器
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
constructors = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("#"+constructor);
}
//获得指定的构造器
Constructor declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class);
System.out.println("指定"+declaredConstructors);
}
}
结果:
User
User
=============================
private java.lang.String User.name
private int User.id
private int User.age
=============================
private java.lang.String User.name
=============================
正常的:public java.lang.String User.getName()
正常的:public java.lang.String User.toString()
正常的:public void User.setName(java.lang.String)
正常的:public int User.getId()
正常的:public int User.getAge()
正常的:public void User.setId(int)
正常的:public void User.setAge(int)
正常的:public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
正常的:public native int java.lang.Object.hashCode()
正常的:public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
正常的:public final native void java.lang.Object.notify()
正常的:public final native void java.lang.Object.notifyAll()
正常的:public final void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
正常的:public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
正常的:public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
getDeclaredMethods:public java.lang.String User.getName()
getDeclaredMethods:public java.lang.String User.toString()
getDeclaredMethods:public void User.setName(java.lang.String)
getDeclaredMethods:public int User.getId()
getDeclaredMethods:public int User.getAge()
getDeclaredMethods:public void User.setId(int)
getDeclaredMethods:public void User.setAge(int)
public java.lang.String User.getName()
public void User.setName(java.lang.String)
=============================
public User(java.lang.String,int,int)
#public User(java.lang.String,int,int)
指定public User(java.lang.String,int,int)
动态创建对象执行方法
反射很少被用来发开,学会使用即可
有了Class对象能干什么?
创建类的对象:调用Class对象的newInstance()方法
- 必须要有无参构造器
- 构造器的访问权限足够
如果没有无参构造器,只要调用类中的构造器并且将参数传递进去之后,就可以实例化操作。
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test09 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//获得class对象
Class c1 = Class.forName("User");
//构造一个对象
User user = (User)c1.newInstance(); //本质是调用了无参构造器
System.out.println(user);
//如果没有无参构造器,也可以通过构造器创造对象
Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user2 = (User) constructor.newInstance("yuboyao", 003, 26);
System.out.println(user2);
//通过反射调用普通方法
User user3 = (User)c1.newInstance();
//通过反射获得一个方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user3, "xiaolong"); //invoke(属于哪个对象,“方法的值”):激活方法
System.out.println(user3.getName());
//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,需要通过.setAccessible(true);关闭程序的安全检测
name.setAccessible(true);
name.set(user4,"xiaolong4");
System.out.println(user4.getName());
}
}
结果:
User{name='null', id=0, age=0}
User{name='yuboyao', id=3, age=26}
xiaolong
xiaolong4
性能对比分析
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:"+(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:"+(endTime-startTime)+"ms");
}
//反射方式调用 关闭检测
public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
//关闭检测
getName.setAccessible(true);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
getName.invoke(user, null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方式并且关闭检测执行10亿次:"+(endTime-startTime)+"ms");
}
public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
test01();
test02();
test03();
}
}
结果:
普通方式执行10亿次:4ms
反射方式执行10亿次:6243ms
反射方式并且关闭检测执行10亿次:4902ms
获取泛型信息
Java采用泛型擦除的机制来引入泛型,确保数据安全和免去强制类型转换,一旦编译完成,所有和泛型有关的类型全部擦除。
import javax.sql.rowset.FilteredRowSet;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
//获得泛型信息
public class Test11 {
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 = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes(); //获得泛型的参数信息
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println("!"+genericParameterType);
if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){ //属于
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments(); //获得真实参数信息
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
method = Test11.class.getMethod("test02",null); //已定义变量method,所以不用Method method = ...
Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){ //属于
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments(); //获得真实参数信息
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
}
结果:
!java.util.Map<java.lang.String, User>
class java.lang.String
class User
!java.util.List<User>
class User
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
class java.lang.String
class User
获取注解信息
练习ORM
- ORM:Object relationship Mapping → 对象关系映射
- 类和表结构对应;属性和字段对应;对象和记录对应
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
//练习反射操作注解
public class Test12 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
//通过反射获得注解
Class c1 = Class.forName("Student02");
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
//通过反射获得value值
Tableyby tableyby = (Tableyby)c1.getAnnotation(Tableyby.class);
String value = tableyby.value();
System.out.println(value);
System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
//获得类指定的注解
Field f = c1.getDeclaredField("id"); //这里写age或者name就是获得对应的注解信息
Fieldyby annotation = f.getAnnotation(Fieldyby.class);
System.out.println(annotation.ColumnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
}
}
@Tableyby("db_students")
class Student02{
@Fieldyby(ColumnName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
@Fieldyby(ColumnName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@Fieldyby(ColumnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
private String name;
public Student02() {
}
public Student02(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.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;
}
@Override
public String toString() {
return "Student02{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
//类的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tableyby{
String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fieldyby{
String ColumnName(); //列
String type();
int length();
}
结果:
@Tableyby("db_students")
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
db_students
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
db_id
int
10