注解与反射
注解
什么是注解
-
Annotation的作用:
- 不是程序本身,可以对程序进行解释
- 可以被其他程序读取
-
Annotation格式:@注释名,如:@SuppressWarnings(“all”)
package annotation; import java.lang.annotation.ElementType; import java.lang.annotation.Inherited; import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy; import java.lang.annotation.Target; public class Test01 { public static void test(){ System.out.println("a"); } public static void main(String[] args) { test(); } } //可以作用在那些地方 @Target(value={ElementType.METHOD,ElementType.TYPE}) //表示注解在上面地方还有效 //RUNTIME>class>sources @Retention(value=RetentionPolicy.RUNTIME) //表示是否可以将我们的注解生成在javadoc中 @Deprecated //子类看继承父类的注解 @Inherited @interface myAnotation{ }
内置注解
如何自己手写一个注解
- @interface 注解名称
- 加入元注解,如@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD}),@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME),@Document,@Inherited
- 在注解中加入参数
package annotation;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
public class Test02 {
@MyAnnotation2(age=18)//没有默认值的参数,不加参数会报错
public void test01(){
}
@MyAnnotation3(name="许浩")//除非参数为values,否则只有一个参数的时候,参数名不可省略
public void test02(){
}
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
//注解的参数 :参数类型+参数名();
String name() default "";
int age();
int id() default -1;//如果默认为-1,则代表不存在
String[] schools() default {"湖南城市学校","城院"};
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
String name();
}
java反射机制
动态语言和静态语言
动态语言
在运行时可以改变其结构的语言,如:C#,JavaScript
静态语言
运行时结构不可变的语言就是静态语言,如java,c
java不是动态语言,但java可以称之为“准动态语言”。即java有一定的动态性,我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。
Java Reflection
Class c=Class.forName("java.lang.String");
加载完类之后,在堆内存的方法区就产生了一个Class类型的对象,这个对象包含了完整的类的信息。
- 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 -> 得到完整的包类名称
反射优缺点
优点:可以实现动态创建对象和编译
缺点:对性能有影响
主要API
package reflection;
public class test01{
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//通过反射获取类的class对象
Class c1=Class.forName("reflection.test01"); //参数:包名+类名
System.out.println(c1);
/*
* 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
*/
Class c2=Class.forName("reflection.test01");
System.out.println(c2.hashCode());
Class c3=Class.forName("reflection.test01");
System.out.println(c3.hashCode());
}
}
class User{
private String name;
private int id;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int id, int age) {
super();
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 + "]";
}
}
Class类
Class类的常用方法
package reflection;
//测试class类创建方式有哪些
public class Test02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Student();
//方式一:通过对象获得
Class c1=person.getClass();
//方式二:通过对象获得
Class c2=Class.forName("reflection.Test02");
//方式三:通过类名.class获得
Class c3=Student.class;
//方式四:基本内置类型的包装类都有一个Type属性
Class c4=Integer.TYPE;
//获得父类类型
Class c5=c1.getSuperclass();
}
}
class Person{
String name;
public Person(String name) {
super();
this.name = name;
}
public Person() {
super();
}
@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";
}
}
那些类型可以有Class对象
package reflection;
import java.lang.annotation.ElementType;
//所有类型的class
public class Test03 {
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
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);
//只要元素类型与维度相同,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());
}
}
Java内存分析
-
堆
- 存放new的对象和数组
- 可以被所有线程共享,不会存放别的对象引用
-
栈
- 存放基本变量类型(会包含这个基本类型的具体数值)
- 引用对象的遍历(会存放这个引用在堆里面的具体地址)
-
方法区
- 可以被所有的线程共享
- 包含了所有的class和static遍历
类的加载过程
类的加载(Load) -> 类的链接(Link)->类的初始化(Initialize)
package reflection;
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
A a=new A();
System.out.println(a.m);
/*
* 1.方法区加载到内存,会产生一个类对应的Class对象
* 2.链接,链接结束后m=0,此时类刚刚加载,静态代码块还未执行
* 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;
}
//静态代码块和静态变量的执行先后顺序取决于代码的编写顺序
static int m=100;
public A(){
System.out.println("A类的无参构造初始化");
}
}
输出结果:
A类静态代码块初始化
A类的无参构造初始化
100
什么时候发生类初始化
package reflection;
public class Test05 {
static{
System.out.println("Main类被加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.类主动引用
//new 一个类的对象,调用静态成员(除了final常量)和静态方法
// Son son=new Son();
//反射调用
// Class c=Class.forName("reflection.Son");
//2.类的被动引用(不会产生类的引用的方法)
//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:通过子类引用父类的静态变量,不会导致子类初始化。
// System.out.println(Son.b);
//通过数组定义类的引用,不会触发此类的初始化,数组只是一个名字,一个空间
// Son[] array=new Son[5];
//引用常量不会触发此类的初始化, 常量在链接层就存入调用类的常量池中
System.out.println(Son.M);
}
}
class Father{
static int b=2;
static{
System.out.println("父类被加载");
}
}
class Son extends Father{
static{
System.out.println("子类被加载");
m=300;
}
static int m=100;
static final int M=1;
}
类加载器的作用
简单来说类加载器的作用就是把类(class)装载进内存的。
双亲委派机制:在加载类时,一层层往上找,如果找到相应的加载器,则优先使用上层的加载器,没有则一层层返回
java平台核心库rt.jar,位于jdk1.8.0_211\jre\lib
package reflection;
public class Test06 {
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->拓展类加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);
// 获取拓展类加载器的父类加载器->根加载器(c++)
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);
// 测试当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("reflection.Test06")
.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
// 测试jdk内置类是哪个加载器加载的
classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
// 如何获取系统类加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
}
}
结果:
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@15db9742
null
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
null
D:\eclipse\Reflect-Study\bin
如何获取类的运行时结构
- 获取class对象
- 通过getMethods。getDeclaredMethods,getDeclaredMethod,getDeclaredConstructor来获取属性,方法和构造器
package reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test07 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, SecurityException, NoSuchMethodException {
Class c1=Class.forName("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
//获得类的属性
Field[] fields=c1.getFields(); //只能找到public属性
fields=c1.getDeclaredFields(); //找到全部属性
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
//获得指定属性的值
Field name=c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
Method[] methods=c1.getMethods(); //获得本类及其父类的所有方法
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
//加入参数,避免由于重载发生错误
Method getName=c1.getDeclaredMethod("getName", null);
Method setName=c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
//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 declaredConstructor=c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class);
System.out.println("指定"+constructors);
}
}
setAccessible
当需要频繁的使用反射时,可以关闭检测以提高效率
package reflection;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test08 {
//普通方法调用
public static void test01(){
User user=new User();
long start=System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i <10_0000_0000; i++) {
user.getName();
}
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方法执行1000000000需要的时间:"+(end-start)+"ms");
}
//反射方法调用,invoke执行方法,Accessible默认是打开检测
public static void test02() throws NoSuchMethodException, SecurityException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException{
Class c=Class.forName("reflection.User");
Method getName=c.getDeclaredMethod("getName", null);
long start=System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i <10_0000_0000; i++) {
//invoke默认是false关闭
getName.invoke(new User(), null); //调用方法,(从底层方法被调用的对象 ,参数)
}
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射调用执行1000000000需要的时间:"+(end-start)+"ms");
}
//反射方法调用,Accessible关闭检测
public static void test03() throws NoSuchMethodException, SecurityException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException{
Class c=Class.forName("reflection.User");
Method getName=c.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
long start=System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i <10_0000_0000; i++) {
//invoke默认是false关闭
getName.invoke(new User(), null); //调用方法,(从底层方法被调用的对象 ,参数)
}
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println("关闭检测执行1000000000需要的时间:"+(end-start)+"ms");
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
test01();
test02();
test03();
}
}
结果:
普通方法执行1000000000需要的时间:3ms
反射调用执行1000000000需要的时间:1846ms
关闭检测执行1000000000需要的时间:1044ms
invoke
public Object invoke(Object obj,Object...args)
在具有指定参数的方法对象上调用此方法对象表示的基础方法。个别参数自动解包以匹配原始形式参数,原始参考参数和参考参数都需要进行方法调用转换。
如果底层方法是静态的,则指定的obj
参数将被忽略。 它可能为null。
如果底层方法所需的形式参数的数量为0,则提供的args
数组的长度为0或为空。
如果底层方法是一个实例方法,它将使用动态方法查找来调用。
如果方法正常完成,则返回的值将返回给调用者; 如果值具有原始类型,则首先将其适当地包装在对象中。 但是,如果该值具有基本类型的数组的类型,则该数组的元素不会包含在对象中; 换句话说,返回一个原始类型的数组。 如果底层方法返回类型为void,则调用返回null。
public static void test04() throws NoSuchMethodException,
SecurityException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
User user = new User();
Class c = user.getClass();
Method getName = c.getDeclaredMethod("getName", null);
Method setName = c.getDeclaredMethod("setName", String.class);
setName.invoke(user, "鲁迅");
System.out.println(getName.invoke(user, null));
}
获取泛型信息
package reflection;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
//通过反射获取泛型
public class Test09 {
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,
SecurityException {
Method method = Test09.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes(); // 获取方法的泛型参数类型
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println("-" + genericParameterType);
if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) { // 判断参数泛型的类型是否为结构化参数化类型
Type[] acutalTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType) // 将参数类型转化为结构化参数化类型
.getActualTypeArguments(); // 获得真实参数信息
for (Type acutalTypeArgument : acutalTypeArguments) {
System.out.println(acutalTypeArgument);
}
}
}
method = Test09.class.getMethod("test02", null);
Type genericParameterType = method.getGenericReturnType(); // 获取返回值的泛型参数类型
if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) { // 判断参数泛型的类型是否为结构化参数化类型
Type[] acutalTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType) // 将参数类型转化为结构化参数化类型
.getActualTypeArguments(); // 获得真实参数信息
for (Type acutalTypeArgument : acutalTypeArguments) {
System.out.println(acutalTypeArgument);
}
}
}
}
结果:
-java.util.Map<java.lang.String, reflection.User>
class java.lang.String
class reflection.User
-java.util.List<reflection.User>
class reflection.User
class java.lang.String
class reflection.User
反射操作注解
package reflection;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Field;
//反射操作注解
public class Test10 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, SecurityException {
Class c=Class.forName("reflection.Student2");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations=c.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//获取注解value的值
Table table=(Table) c.getAnnotation(Table.class);
String value=table.value();
System.out.println(value);
//获得类指定的注解
Field f=c.getDeclaredField("id");
FieldHao annotation=f.getAnnotation(FieldHao.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
}
}
@Table("db_student")
class Student2 { //此处只用于演示反射获取注解,为了方便就不连接数据库
@FieldHao(columnName="db_id",type="int",length=10)
private int id;
@FieldHao(columnName="db_age",type="int",length=10)
private int age;
@FieldHao(columnName="db_name",type="int",length=10)
private String name;
public Student2() {
super();
}
public Student2(int id, int age, String name) {
super();
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 "Student [id=" + id + ", age=" + age + ", name=" + name + "]";
}
}
//类创建注解
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table{
String value();
}
//属性的注解
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldHao{
String columnName();
String type();
int length();
}
结果:
@reflection.Table(value=db_student)
db_student
db_id
int
10
反射API使用
package reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import test.bean.User;
/**
* 通过反射API动态的操作:构造器,方法,属性
*
* @author 浅墨
*
*/
@SuppressWarnings("all")
public class ReflectionText3 {
public static void main(String[] args) {
String path = "test.bean.User";
try {
Class<User> clazz = (Class<User>) Class.forName(path);
// 通过动态调用构造方法,构造对象
User u = clazz.newInstance();// 其实是调用了User的无参构造方法
System.out.println(u);
Constructor<User> c = clazz.getDeclaredConstructor(int.class,
int.class, String.class);
User u2 = c.newInstance(1000, 18, "许浩");
System.out.println(u2.getUname());
// 通过反射API调用普通方法
User u3 = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("setUname", String.class);
method.invoke(u3, "许浩二");// 两行等同于u3.setUname("许浩二") invoke:激活
System.out.println(u3.getUname());
// 通过反射API操作属性
User u4 = clazz.newInstance();
Field f = clazz.getDeclaredField("uname");
f.setAccessible(true);// 这个属性不需要安全检查,可以直接访问
f.set(u4, "许浩三");// 通过反射直接写属性
System.out.println(u4.getUname());// 通过反射直接读属性的值
System.out.println(f.get(u4));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果:
test.bean.User@15db9742
许浩
许浩二
许浩三
许浩三