Java之注解与反射

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了Java之注解与反射，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含10820字，纯文字阅读大概需要16分钟。

内容图文

注解

• Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术。

• Annotation的作用：

  • 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。

• Annotation的格式：

  • 注解是以“@注释名”在代码中存在的，还可以添加一些参数值，例如：@SuppressWarnings(value="unchecked").

• Annotation 在哪里使用？

  • 可以附加在package，class，method，field等上面，相当于给他们添加了额外的辅助信息，我们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：定义在java.lang.Override中，此注释只适用于修辞方法，表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法声明。
• @Deprecated：定义在java.lang.Deprecated中，此注释可以用于修辞方法，属性，类，表示不鼓励程序员使用这样的元素，通常是因为它很危险或者存在更好的选择。
• @SuppressWarnings：定义在java.lang.SuppressWarnings中，用来抑制编译时的警告信息。
  • 与前两个注释不同，你需要添加一个参数才能正确使用，这些参数都是已经定义好了的，我们选择性的使用就可以了。
    • @SuppressWarnings("all")
    • @SuppressWarnings("unchecked")
    • @SuppressWarnings(value={"unchecked","deprecation"})
    • 等等......

元注解

• 元注解的作用就是负责注解其他注解，Java定义了4个标准的meta-annotation类型，他们被用来提供对其他annotation类型作说明。
• 这些类型和它们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到。（@Target,@Retention,@Documented,@Inherited)
• @Target：用于描述注解的适用范围（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解信息，用于描述注解的生命周期
  • (SOURCE<CLASS<RUNTIME)
• @Documented：说明该注解将被包含在javadoc中
• @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

自定义注解

• 使用@interface自定义注解时，自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口
• 分析:
  • @interface用来声明一个注解，格式：(public) @interface 注解名{定义内容}
  • 其中的每个方法实际上是声明了一个配置参数
  • 方法的名称就是参数的名称
  • 返回值类型就是参数的类型（返回值只能是基本类型，Class，String，enum）
  • 可以通过default来声明参数的默认值
  • 如果只有一个参数成员，一般参数名为value
  • 注解元素必须要有值，我们定义注解元素时，经常使用空字符串，0作为默认值

Java Reflection

• Reflection（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间借助于Reflection API取得任何类的内部信息（包括private类），并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，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的机构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射

  • 正常方式：引入需要的“包类”名称--> 通过new实例化--> 取得实例化对象
  • 反射方式：实例化对象-->getClass()方法-->得到完整的“包类”名称

获取Class类的实例

1. 若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高。

   Class clazz = Person.class;

2. 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获得Class对象

   Class clazz = person.getClass()；

3. 已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException

   Class clazz = Class.forName("demo01.Student");

4. 内置基本数据类型可以直接用类名.Type

5. 还可以利用ClassLoader

哪些类型可以有class对象

		Class c1 = Object.class;//类
        Class c2 = Comparable.class;//接口
        Class c3 = String[].class;//一维数组
        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

类的加载与ClassLoader的理解

• 加载：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，然后生成一个代表这个类的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：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将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）的过程。
• 初始化：
  • 执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法是由编译器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。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）。
  • 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
  • 虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

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）
  • 当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
  • new一个类的对象
  • 调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
  • 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
  • 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类
• 类的被动引用（不会发生类的初始化）
  • 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）

有了Class对象，能做什么？

• 创建类的对象：调用Class对象和newInstance()方法
  1. 类必须有一个无参数的构造器
  2. 类的构造器的访问权限需要足够
• 步骤如下：
  1. 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)取得本类的指定形参类型 的构造器
  2. 向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数
  3. 通过Constructor实例化

调用指定的方法

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。

1. 通过Class类的getMethod(String name,Class...parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2. 之后使用Object invoke(Object obj,Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。

Object invoke(Object obj,Object ... args)

• Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
• 若原方法为静态方法，此时形参Object obj可为null
• 若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
• 若原方法声明为private，则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。

setAccessible

• Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
• setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关。
• 参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
  • 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。
  • 使得原本无法访问的私有成员也可以访问
• 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

package com.ran.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 Test05 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //获得class对象
        Class c1 = Class.forName("com.ran.reflection.User");

        //构造一个对象
        User user = (User) c1.newInstance();//本质是调用了类的无参构造器
        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("凊兰", 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
        //（对象，”方法的值“）
        setName.invoke(user3,"凊兰");
        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，我们需要关闭程序的安全检测，属性或者方法的.setAccessible(true)
        name.setAccessible(true);
        name.set(user4,"凊兰2");
        System.out.println(user4.getName());
    }
}

性能对比分析

普通方式>反射方式>关闭检测后的反射方式

//性能对比分析
public class Test06 {
    //普通方式调用
    public static void test01(){
        User user = new User();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10_0000_0000; 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 < 10_0000_0000; 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 < 10_0000_0000; 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 InvocationTargetException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException {
        test01();
        test02();
        test03();
        //普通方式>关闭检测>反射方式
    }
}

反射操作泛型

• Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给表一起javac使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换问题，但是，一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除
• 为了通过反射操作这些类型，Java新增了ParameterizedType，GenericArrayType，TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型。
• ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection
• GenericArrayType：表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
• TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口
• WildcardType：代表一种通配符类型表达式

反射操作注解

• getAnnotations
• getAnnotation

//练习反射操作注解
public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.ran.reflection.Student2");

        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }

        //获得注解中value的值
        Tablekuang tablekuang = (Tablekuang) c1.getAnnotation(Tablekuang.class);
        String value = tablekuang.value();
        System.out.println(value);

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

@Tablekuang("db_student")
class Student2{
    @Fieldkuang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @Fieldkuang(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @Fieldkuang(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String 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;
    }

    public Student2(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public Student2() {
    }
}

//类名注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tablekuang{
    String value();
}

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fieldkuang{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的Java之注解与反射全部内容，希望文章能够帮你解决Java之注解与反射所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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