Java注解和反射

2021/8/2 20:39:09

编程Tag： class Java 反射注解 out system public println

本文主要是介绍Java注解和反射，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

一、注解Annotation

1.注解

不是程序本身，可以对程序做出解释（这一点和注释(comment)没什么区别）
可以被其他程序（如编译器）读取。
注解以 @注释名在代码中使用，还可以添加一些参数值。

2.内置注解

@Override，只用于修饰方法，表示方法重写。
@Deprecated，可以修饰方法，类，属性，表示不推荐程序员使用，可能存在问题，但是可以使用，或者存在更好的方式。
@SuppressWarnings，用来抑制编译时的警告信息，需要添加一个参数才能使用。

public class Test01 extends Object{

    //@Override  重写的注解
    @Override
    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 镇压警告
    @SuppressWarnings("all")
    public void thest02(){
        List list = new ArrayList<>();
    }

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

3.元注解

作用：用来注解其他注解。
Java定义了4个标准的meta-annotation类型,他们被用来对其他annotation类型作说明。
- @Target : 用于描述注解的使用范围，即:被描述的注解可以用在什么地方。
- @Retention : 表示需要在什么级别保存该注释信息 , 用于描述注解的生命周期（SOURCE < CLASS < RUNTIME）
- @Document：表示是否将注解生成在Javadoc中。
- @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解。

//定义一个注解
//Target 表示我们的注解可以用在哪些地方
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})

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

//Document 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
@interface MyAnnotation{
}

4.自定义注解

用 @interface 自定义注解，public @interface 注解名 { 定义内容 }，自动继承java.lang.annotation.Annotation接口。
分析：
- 注解元素必须要有值，一般用空字符串和0作默认值，-1作默认值，代表不存在。
- 通过default来声明参数的默认值。
- 若只有一个参数成员，参数名一般为value，可以省略value。
- 方法的名称就是参数的名称，返回值类型就是参数的类型，（返回值类型只能是基本类型，Class，String，enum）

//自定义注解
public class Test03 {
    //注解可以显式赋值，如果没有默认值，就必须给注解赋值，不显示则是默认值。
    @MyAnnotation2(name = "张三")
    public void test(){
    }

    @MyAnnotation3("李四")//只有一个参数，参数成员为value 可以省略value
    public void test2(){
    }
}

@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    //注解的参数：参数类型 + 参数名 + （）
    String name();//没有默认值
    String name01() default "";
    int age() default 0;
    int id() default -1;//如果默认值为负一，代表不存在。
    
    String[] school() default {"花园宝宝","花园宝宝乐园"};
}

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

二、反射Reflection

1、静态语言和动态语言

静态语言：在运行代码时可以根据某些条件改变自身结构。如引进新的函数，对象或者代码，已有的函数可以被删除或者是其他结构上的变化。如Javascript、python。
动态语言：运行时结构不可以改变的语言。如Java、C、C++。
Java不是动态语言，但可以称之为“准动态语言”。具有一定的动态性，利用反射机制获得类似动态语言的特性。

2、反射

反射是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
通过反射获取类的class对象：Class c = Class.forName(“java.lang.String”)

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("com.feng.reflection.User");
        System.out.println(c1);

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

        //一个类在加载后，类的整个结构都被会封装在Class对象中。
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
        System.out.println(c4.hashCode());//c2 c3 c4 hashcode相同
        //一个类在内存中只有一个Class对象
    }
}
//实体类
class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;

    public User() {
    }

    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 +
                '}';
    }
}

3、得到Class类的几种方式

通过对象获得：对象.getClass()
通过字符串(包名+类名)获得：Class.forName(“java.lang.String”)
通过类的静态成员class获得：类.class
内置基本数据类型：类名.TYPE

//得到Class类的几种方式
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.feng.reflection.Student0");
        System.out.println(c2.hashCode());

        //方式三：通过.class获得
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());

        //方法四：基本内置类型的包装类都有一个Type属性
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

		//Class类的常用方法，如：
   		//获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
		//···
    }
}

class Person{
    public String name;

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @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";
    }
}

4、Class对象的所有类型

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 =Object.class;//类
        Class c2 =Comparable.class;//接口
        Class c3 =String[].class;//一维数组
        Class c4 =int[][].class;//二位数组
        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

        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一样，就是同一个Class
        int a[] = new int[10];
        int b[] = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());
    }
}

5、类加载内存分析

步骤
- 加载：将类的class文件加载到内存，产生一个代表该类的Class对象。
- 链接：将java二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。
  - 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题。
  - 准备：为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值。这些内存在方法区中进行分配。
  - 解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）。
- 初始化：执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);

        /*
        1.加载到内存，会产生一个类对应的Class对象
        2.链接，链接结束后m = 0；（类变量初始化）
        3.初始化
            <clinit>(){
                    System.out.println("A类静态代码块初始化");
                    m = 300;
                    m = 100;
            }
            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类的无参构造器初始化");
    }
}

什么时候会发生类的初始化
- 类的主动引用（一定会发生类的初始化）
  - JVM启动，先初始化main方法所在的类，然后调用类的静态成员（除了final常量，因为常量在链接的时候就存入调用类的常量池中了）和静态方法。
  - 当初始化一个类，若父类没有初始化，先初始化父类。
  - 包括：
    - new了一个类的对象
    - 反射
- 类的被动引用（不会发生类的处初始化）
  - 当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。如：当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化。
  - 通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化。
  - 引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）

//类什么时候会初始化
public class Test06 {

    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1.主动引用：对象
        //Son son = new Son();

        Main类被加载
        父类被加载
        子类被加载

        //2.反射也会产生主动引用
        //Class.forName("com.feng.reflection.Son");

        Main类被加载
        父类被加载
        子类被加载

        //被动引用1
        //System.out.println(Son.b);

        Main类被加载
        父类被加载
        2

        //被动引用2
        Son[] array = new Son[5];
        //Main类被加载

    }
}

class Father{

    static int b = 2;

    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}

class Son extends Father{

    static int m = 100;
    static final int M = 1;

    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m = 300;
    }
}

类加载器的作用
- 类加载的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
- 类加载器的作用：来把类(class)装载进内存中。
  - 引导类加载器：用C++编写，JVM自带的类加载器，负Java平台核心库。
  - 扩展类加载器：使用java代码实现，主要加载jre/lib/ext/ 下的扩展类库。
  - 系统类加载器：使用java代码实现，加载classpath目录下的类。
  - 自定义类加载器：继承ClassLoader类实现自定义类加载器。
  - 自底向上检查类是否装载，自顶向下尝试加载类。

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);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //获取系统类的加载器的父类加载器-->扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@74a14482

        //获得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);//null

        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.feng.reflection.Test07").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //测试JDK内置的类是哪个加载器加载的
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);//null

        //如何获得系统类加载器的加载路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

        //双亲委派机制
    }
}

6.获得类的信息

getName()：获得包名 + 类名，getSimpleName()：获得类名。
getFields()：只能找到public属性，getDeclaredFields()：找到全部的属性，getDeclaredField(“name”)：获得指定属性的值。
getMethods()：获得本类及其父类的全部public方法，getDeclaredMethods()：获得本类的所有方法，

getMethod(“setName”, String.class)：获得指定的方法（“方法名字”，参数类型）。
getConstructors()：获得构造器，getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class)：获得指定有参构造器。

public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("com.feng.reflection.User");

        //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

        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);
        }

        //获得指定属性的值
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        System.out.println("指定：" + name);

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

        //获得类的方法
        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);
        }
        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("指定：" + getName);
        System.out.println("指定：" + setName);

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

        //获得指定的构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//获得public方法
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();//获得本类全部方法
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

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

7.动态创建对象执行方法

创建类的对象：newInstance()
- 对象.newInstance()：本质调用无参构造器，所以必须有一个有效的访问权限足够的无参构造器。
- 构造器.newInstance()：先获取有参构造器，调用指定的有参构造器，需传递参数。
调用指定的方法：invoke()
- invoke(user3, “张三”)：激活，通过invoke调用方法，（对象，“方法的值”）。
调用指定的属性：set()
- set(user4,“李四”)：通过set调用属性，（对象，“属性的值”）。
安全检测关闭：setAccessible(true)
- 私有的属性和方法不能被直接被操作，需要关闭程序的安全检测。

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.feng.reflection.User");

        //构造一个对象
        User user1 = (User) c1.newInstance();//本质是调用了无参构造器
        System.out.println(user1);

        //通过构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("张三", 001, 20);
        System.out.println(user2);

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

        //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, "张三");
        System.out.println(user3.getName());

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

        //通过反射操纵属性
        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检测，通过方法或者属性的setAccessible(true)
        name.setAccessible(true);

        name.set(user4,"李四");
        System.out.println(user4.getName());
    }
}

setAccessible性能分析。
可以提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true。

 //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);
        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("关闭检测执行10亿次：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}
        普通方式执行10亿次：4ms
        反射方式执行10亿次：2205ms
        关闭检测执行10亿次：1063ms-->提高效率

8.获得泛型信息

getGenericParameterTypes()：获得泛型参数类型。
getGenericReturnType()：获得泛型返回值类型。
ParameterizedType : 表示一种参数化类型。

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.getDeclaredMethod("test01", Map.class, List.class);
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println("&"+ genericParameterType);
            if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){//如果泛型参数类型属于参数化类型
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }

        method = Test11.class.getDeclaredMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();

        if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }

    }
}

9.获得注解信息

getAnnotations()：获得注解。
getAnnotation(TableFeng.class)：获得注解的参数的值。
获得类指定属性的注解，先获得指定的属性，再通过属性获得注解。

//获取注解信息 反射操作注解
public class Test12 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {

        Class c1 = Class.forName("com.feng.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
        TableFeng tableFeng = (TableFeng)c1.getAnnotation(TableFeng.class);
        String value = tableFeng.value();
        System.out.println(value);

        //获得类指定的注解
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        FieldFeng annotation = name.getAnnotation(FieldFeng.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());
    }
}

@TableFeng("db_student")
class student2 {

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

    public student2() {
    }

    public student2(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 "student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableFeng {
    String value();
}

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

这篇关于Java注解和反射的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

Java注解和反射

一、注解Annotation

1.注解

2.内置注解

3.元注解

4.自定义注解

二、反射Reflection

1、静态语言和动态语言

2、反射

3、得到Class类的几种方式

4、Class对象的所有类型

5、类加载内存分析

6.获得类的信息

7.动态创建对象执行方法

8.获得泛型信息

9.获得注解信息

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