java注解与反射

2023-05-30 23:16 由云归处、发表于 #后端开发

java注解与反射

java注解与反射十分重要，是很多框架的底层

注解（Annotataion）

注解的作用：

   1. 不是程序本身，可以对程序作出解释
   1. 可以被其他程序读取

注解的格式：@注释名，如@override表示重写方法，而且有些还可以添加一些参数值，如@SuppressWarnings(value="unchecjed")
注解可以附加在package，class，method，field等上面，相当于添加了额外的辅助信息。可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问

内置注解

@Override:重写方法
@Deprecated:表示不被鼓励使用或者已废弃已过时
@SuppressWarning:用来抑制编译时的警告信息,但是需要添加一个或多个参数:如（"all"），（"unchecked"）等，平时最好还是不要用这个

使用方法：

@Override
public  void run() {
}

其他类似。

元注解

负责注解其他注解
包括（@Target,@Retention,@Documented,@Inherited），分别表示
1. 描述注解使用范围
2. 需要上面级别保存该注释信息，用于描述注解的生命周期（SOURCE<CLASS<RUNTIME，分别表示源代码，编译后的class文件，运行时）
3. 说明该注解将被包含在javadoc中
4. 说明子类可以继承父类中的该注解

//下面只能用到方法上,value的值可以取多个至于那些可以取CTRL+左键点击ElementType类去看，另外可以省略value=
@Target(value = ElementType.METHOD)
//只能存在于源码上。值有那些同上，自己点进去看RetentionPolicy类,一般取RUNTIME
@Retention(value = RetentionPolicy.SOURCE)
//这两个不多说
@Documented
@Inherited
//自定义注解
@interface MyAnnotation{

}

自定义注解

使用@interface自定义注解，格式 public @interface 注解名{}
其中每一个方法实际上是声明了一个配置参数
方法名称就是参数名称
返回值类型就是参数类型（返回值只能是基本类型或class，String，enum）
可以用default来声明参数的默认值
如果只有一个参数，一般参数名为value，只有一个参数时使用可以不写参数名=
注解元素必须有值，我们定义注解元素时，经常使用空字符串，默认值为0

//元注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
//自定义注解
@interface MyAnnotation{
//    注解参数：参数类型+参数名()，可以设置默认值，没默认值的话使用时必须传参
    String name() default "";
    int a();
    int c() default 1;
}

//使用
@MyAnnotation(name = "lihua",a = 1)

反射（Reflection）

java是一个静态语言（还有c，c++），因为它相对于动态语言来说，运行时结构不变，但是java可以利用反射来获得类似动态语言的特性，成为“准动态语言”。

动态语言就是运行时可以改变其结构的语言，如：c#，js，php，python等

反射机制运行程序在执行的过程中通过反射取得任何类的内部信息，并且能够直接操作任意对象的内部属性及方法。
主要API是Class
反射是什么？

参考一下Class对象在java编译运行的那个部分：

反射提供的部分功能：

优点与缺点

优点：动态编译和创建，体现很大的灵活性

缺点：对性能有影响

Class类

除了之前描述的，Class类还有一些特征：

Class 本身也是一个类
Class对象只能有系统建立对象
一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
每个类的实例都会记得自己是由那个Class实例所生成的
通过Class可以完整得到一个类中的所有被加载结构
Class类是反射的根源，，你要进行的任何针对类的动态加载运行等反射操作，都需要先得到该类的Class对象

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    /*1.下面是通过反射获取Class对象的一种方式,参数是文件路径
      2.一个类在内存中只有一个Class类，在多创建几个该类的Class
     也是同一个。
      3一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在Class对象中
      4.我们经常用的Object的getClass方法就是返回一个Class对象，也是创建Class对象的一种常用方式
      5.反射在某种情况下可以理解为通过一个对象获得类
     */
    Class<?> aClass = Class.forName("com.xxx.MyThread");
    System.out.println(aClass);
}

//out:class com.xxx.MyThread

Class类的常用方法：

Class类的四种创建方式

虽然上面可能已经描述过Class对象的创建方式的两种，这里还是再来具体写一下：

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Teacher teacher = new Teacher();
//        方式一:通过对象
        Class aClass = teacher.getClass();
        System.out.println(aClass);
//        方式二：forname
        Class<?> class1 = Class.forName("com.xxx.Teacher");
        System.out.println(class1);
//        比较两者
        System.out.println(aClass==class1);
//        方式三：通过类名.class获得
        Class<Teacher> teacherClass = Teacher.class;
        System.out.println(teacherClass);
//        比较
        System.out.println(teacherClass==class1);
//        方式四：基本数据类型的包装类的type属性
        Class<Integer> type = Integer.TYPE;
        System.out.println(type);
//        得到父类Class类型
        Class<?> superclass = class1.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);
//     补充一下，获得注解和void和Class本身的Class对象
        // Override.class
        // void.class
        //Class.class

    }
}

class Teacher extends  Person{}

/*
class com.xxx.Teacher
class com.xxx.Teacher
true
class com.xxx.Teacher
true
int
class com.xxx.Person

那些类型可以有Class对象？

包括以下：

注意：数组长度即使不一致，只要类型和维度一样，就是同一个Class

Class类的方法

获得类完整结构

public class MyThread {
    private  int a;
    public  void run(String a){}

    public int getA() {
        return a;
    }

    public void setA(int a) {
        this.a = a;
    }

    public MyThread(int a) {
        this.a = a;
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("com.xxx.MyThread");
        //获取类名
        System.out.println(c1.getName());
        System.out.println(c1.getSimpleName());
//        获得类属性
        Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public属性
        fields = c1.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
//        获得类方法
        System.out.println("-----------------------");
        Method[] methods = c1.getMethods();//包括继承的方法
        methods=c1.getDeclaredMethods();//只包括本类的方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("-------------------------------");
//        获得指定方法:没s，两个参数分别是方法名和方法参数类型的Class
        System.out.println(c1.getMethod("run",String.class));
//        获得构造器
        System.out.println("----------------");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//获得public构造器
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
//        同理getDeclaredConstructors()获得的所有构造器，

        //获得指定的构造器,参数为构造器参数的Class
        System.out.println("--------------------------");
        Constructor constructor = c1.getConstructor(int.class);
        System.out.println(constructor);
    }
}
/*out:

public void com.xxx.MyThread.run(java.lang.String)
public void com.xxx.MyThread.setA(int)
public int com.xxx.MyThread.getA()
-------------------------------
public void com.xxx.MyThread.run(java.lang.String)
----------------
public com.xxx.MyThread(int)
--------------------------
public com.xxx.MyThread(int)

操作类结构

public class MyThread {
    private  int a;
    public  void run(String a){
        System.out.println(a);
    }

    public int getA() {
        return a;
    }

    public MyThread() {
    }

    public void setA(int a) {
        this.a = a;
    }

    public MyThread(int a) {
        this.a = a;
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        Class<?> aClass = Class.forName("com.xxx.MyThread");
//        构建一个对象:本质是调用无参构造器，其该类必须有无参构造器
//        MyThread myThread = (MyThread)aClass.newInstance();
//        通过构造器创建对象,可以用有参构造函数
//       Constructor constructor= aClass.getDeclaredConstructor(int.class);
//       MyThread myThread1=(MyThread)constructor.newInstance(1);

//       通过反射调用方法
//        通过反射获取一个方法
        MyThread myThread = (MyThread) aClass.newInstance();
        Method setName = aClass.getMethod("run", String.class);
//        invoke:激活，参数：对象名，方法参数
        setName.invoke(myThread,"helloworld");

//        通过反射操作属性
        Field a=aClass.getDeclaredField("a");
//        取消安全检查，否则无法操作私有属性.method,field,consructor都有它，关闭也可以提高反射效率
        a.setAccessible(true);
        a.set(myThread,5);
        System.out.println(myThread.a);
    }
    
   /*out:
   helloworld
	5

类的加载过程

解释一下符号引用和直接引用：

符号引用你可以理解为要引用的类目前在内存中还没被加载出来，JVM当然不知道它在哪里。所以就用唯一的符号来表示就好像给它赋了一个变量，等到链接的时候类加载器解析地址完成变成直接引用

直接引用就是存储引用类在真实内存中的地址

总而言之还是这张图：

什么时候会发生类的初始化

主动引用比较好理解，下面只演示一下被动引用“

public class Main {
       //    初始化时执行一次静态代码块
    static {
        System.out.println("main函数所在类被加载了");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
       System.out.println(son.sonAge);
       /*
       out:
       main函数所在类被加载了
       父类被加载了
       子类被加载了
       10
        */
//------------------------------------------------------
//        这就是第一条的意思
        System.out.println(son.fatherAge);
        /*
            out:
             main函数所在类被加载了
             父类被加载了
             23
         */
//--------------------------------------------------------
//      第二条：本质上只是开辟了一片空间
        son[] arr = new son[5];
        /*
        out:
        main函数所在类被加载了
         */
//--------------------------------------------------------
        //常量是不会引起初始化的
        System.out.println(son.M);
        /*
        out:
        main函数所在类被加载了
        1
         */
    }
}

class  father {
    static int fatherAge = 23;

    //    初始化时执行一次静态代码块
    static {
        System.out.println("父类被加载了");
    }
}
class son extends father{
    static  int sonAge = 10;
    static  final  int M = 1;
    static {
        System.out.println("子类被加载了");
    }
}

类加载器

类加载的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并且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。简单来说，类加载器的作用就是把类（class）装进内存
类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按照要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段数据。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象

类加载器有那些？

java的主要jar包就是rt.jar，引导类加载器就是加载这一类核心jar包

 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//        获取系统类的加载器
        ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

//        获取系统类加载器的父类加载器-->拓展加载器
        ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
        System.out.println(classLoader1);
//        获得拓展类加载器的父类加载器-->根加载器(c/c++):这个java是无法获得的
        ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
        System.out.println(classLoader2);

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

//        测试当前类是那个加载器加载的
        ClassLoader classLoader3 = Class.forName("com.xxx.MyThread").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader3);
//        测试jdk内部类是谁加载的：根加载器，输出不出来
        ClassLoader classLoader4 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader4);

        //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"));

    }

/*out:
jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@5594a1b5
null
------------------------
jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
null
本处按道理来说应该输出所有jar包路径，但是只说出了文件根目录，可能是因为jdk版本的原因，不确定，本处存疑

反射操作泛型

public class MyThread {
   public void test01(Map<String,MyThread> map, List<MyThread> list){
   }
   public  Map<String,Map> test02(){
       return  null;
   }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
       //获得参数泛型
       Method method = MyThread.class.getMethod("test01", Map.class,List.class);
       //得到的是方法的参数Map，List
        Type[] genericExceptionTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericExceptionType : genericExceptionTypes) {
            if(genericExceptionType instanceof ParameterizedType){
                System.out.println(genericExceptionType);
                //得到的是方法参数的泛型
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericExceptionType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }
        //获得返回值泛型
        Method method1 = MyThread.class.getMethod("test02");
        Type genericReturnType = method1.getGenericReturnType();
        if(genericReturnType instanceof  ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }

}

/*
java.util.Map<java.lang.String, com.xxx.MyThread>
class java.lang.String
class com.xxx.MyThread
java.util.List<com.xxx.MyThread>
class com.xxx.MyThread
class java.lang.String
interface java.util.Map

反射操作注解

ORM->对象关系映射

public class MyThread {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class<?> aClass = Class.forName("com.xxx.Teacher");
//        通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = aClass.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
//        获得注解的value值
        Table table = (Table) aClass.getAnnotation(Table.class);
        String value = table.value();
        System.out.println(value);

//        获得类指定注解
        Field f = aClass.getDeclaredField("id");
        Table annotation = f.getAnnotation(Table.class);
        System.out.println(annotation.value());


    }
}
@Table(value = "aaa")
class Teacher{
    @Table2(value = "aaa")
    private int id;
    @Override
    public String toString() {
        return super.toString();
    }
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table{
    String value();
        }
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table2{
    String value();
}

/*
@com.xxx.Table(value="aaa")
aaa