注解和反射

文章目录

• • • 一、注解（java.Annotation）
    • • 1. 注解入门
      • • 什么是注解
      • 2.内置注解
      • 3.元注解
      • 4.自定义注解
    • 二、反射机制（java.Reflection）
    • • 1.java反射机制概述
      • • 1.静态语言和动态语言
        • 2.Java Relection
      • 2.理解Class类并获取Class实例
      • • 1.Class类
      • 3.类的加载与ClassLoader
      • • 1.Java内存分析
      • 4.获取运行时类的完整结构
      • 5.反射操作泛型

一、注解（java.Annotation） 1. 注解入门 什么是注解

1. Annotation是从JDK1.5引入的新技术
2. Annotation的作用
   1. 不是程序本身，可以对程序作出解释
   2. 可以被其他程序（如：编译器）读取。
3. Annotation的格式
   1. 注解是以“@注解名”在代码中存在的，还可以添加一些参数值。
4. Annotation在哪里使用？
   1. 可以在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。

2.内置注解

@Override：定义在java.lang.Override中，此注解值使用于修饰方法，表示一个方法声明打算重写超类的另一个方法声明。

@Deprecated：定义在java.lang.Deprecated中，此注解可以用于修饰方法、属性、类，表示不鼓励程序员使用这样的元素，通常是因为存在危险或存在更好的选择。

@SuppressWarnings：定义在java.lang.SuppressWarnings中，用来一直编译时的警告信息。与前两个注解有所不同，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的。如：

• @SuppressWarnings(“all”)
• @SuppressWarnings(“unchecked”)
• @SuppressWarnings(value={“unchecked”,“deprecation”})

3.元注解

1. 元注解的作用：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类型做说明。
2. 这些类型和他们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到（@Target/@Retention/@documented/@Inherited）
   1. @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；value值可以用ElementType枚举类中的值）
   2. @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（取值为RetentionPolicy枚举值，范围从小到大为：SOURCE < CLASS < RUNTIME）
   3. @document:说明该注解将被包含到javadoc中
   4. @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

4.自定义注解

使用@interface自定义注解是，自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口。

分析：

1. @interface用来声明一个注解，格式：public @interface 注解名 {定义内容}
2. 其中的每一个方法实际上是声明一个配置参数
3. 方法的名称就是参数的名称
4. 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）
5. 可以通过default来声明参数的默认值
6. 如果只有一个参数成员，一般参数名为value；如果参数名为value时，则使用注解时可以省略value
7. 注解元素必须要幼稚，我们定义注解元素时，经常使用空字符串，0作为默认值。

二、反射机制（java.Reflection） 1.java反射机制概述 1.静态语言和动态语言

1. 动态语言：
   1. 是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
   2. 主要动态语言：Object-C、C#、Javascript、PHP、Python等。
2. 静态语言：
   1. 与动态语言相对的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++
   2. java不是动态语言，但是可以被称作“准动态语言”。即Java有一定的动态性，可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活。

2.Java Relection

1. 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，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");
   

2. 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结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这种对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。
   

3. Java反射机制提供的功能

   • 在运行时判断任意一个对象所属的类
   • 在运行时构造任意一个类的对象
   • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
   • 在运行时获取泛型信息
   • 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
   • 在运行时处理注解
   • 生成动态代理

4. Java反射的优缺点

   • 优点：可以实现动态创建对象和编译，提现出很大的灵活性
   • 缺点：对性能有影响，使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作。

5. 反射相关的主要API

   • java.lang.Class：代表一个类
   • java.lang.reflect.Method：代表类的方法
   • java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量
   • java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造器

2.理解Class类并获取Class实例 1.Class类

1. 在Object类中定义了以下方法，此方法将被所有子类继承。

public final Class getClass()

以上方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称。

2. 对象反射后可以得到的信息：类的某个属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE都为其保留一个不不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构（class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[]）的有关信息。

• Class本身也是一个类
• Class对象只能由系统建立对象
• 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由哪个Class实例所生成
• 通过Class可以完整地得到一个类中所有被加载的结构
• Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象。
  

3. Class类的创建方式

   1. 通过对象获取

   Class c = person.getClass();
   

   2. forName方法获取

   Class c = Class.forName("xxx.xxx.Person");
   

   3. 通过类名获得

   Class c = Person.class;
   

4. 哪些类型可以有Class对象？

   • class：外部类，成员（成员内部类，静态内部类），局部内部类，匿名内部类
   • interface：接口
   • []：数组
   • enum：枚举
   • annotation：注解@interface
   • primitive type：基本数据类型
   • void

3.类的加载与ClassLoader 1.Java内存分析

Java内存：

什么时候发生类初始化？

类加载的过程：

Java类加载与ClassLoader的理解

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为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。
• 类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。
  

类加载器的类型：

**启动类加载器（引导类加载器）：**用C++编写，是JVM自带的类加载器，负责Java平台核心库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取。

**扩展类加载器：**负责jre/lib/ext目录下的jar包或-D java.ext.dirs指定目录下的jar包 装入工作库。

**系统类加载器（应用程序类加载器）：**负责java -classpath 或-D java.class.path 所指定的目录下的类与jar包 装入工作，是最常用的加载器。

	//获取系统类加载器可加载的路径
	System.getProperty("java.class.path");
	//获取当前类的类加载器
	ClassLoader classLoader = Class.forName("com.xxx.xxx.CurrentClass").getClassLoader();
	//获取内之类的类加载器
	ClassLoader classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();

4.获取运行时类的完整结构

通过反射获取运行时类的完整结构

Field、Method、Constructor、SuperClass、Interface、Annotation

小结：

• 在实际操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。

• 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。

• 如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。

有Class对象能做什么？

• 创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
  • 类必须有一个无参的构造器
  • 类的构造器的访问权限要足够。
• 没有无参构造器时如何创建对象？
  • 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class ... parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
  • 向构造器的形参传递一个对象数组进去，里边包含了构造器中所需的各个参数。
  • 通过Constructor实例化对象。

调用指定的方法

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。

• 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的参数类型。
• 之后使用Object invoke(Object object,Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的object对象的参数信息。
  

Object invoke(Object object,Object… args)方法使用说明

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，显示调用方法对象的**setAccessible(true)**方法，将可访问private的方法。

setAccessible方法说明

Method、Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。

setAccessible作用是启动和禁止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。

5.反射操作泛型

Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换的问题，但是一旦便已完成，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。

特别鸣谢：本文章为学习记录，参考B站狂神教程《注解和反射》