注解和反射_Java

注解什么是注解

//什么是注解
public class Test01 extends Object{
    //@Override，重写的注解
    @Override
    public String toString() {
        return super.toString();
    }
}

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，此注释可以用来修辞方法，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.SuppressWarning中，用来抑制编译时的警告信息.
- 与前两个不同，你需要参加一个参数才能正确使用，这些参数都是已经定义好的，我们选择性的使用就好了。
- @SuppressWarnings（“all”）
- @SuppressWarnings（“uncheck”）
- @SuppressWarnings（value={“uncheck”,“deprecation”}）
-等等 …

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@SuppressWarnings("all")//可以修饰类和方法
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("all")
    public void test02(){
        List list = new ArrayList();
    }

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

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，它们被用来提供对其他annotation类型作说明.
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）

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

//测试元注解
public class Test02 {
    @MyAnnotation
    public void test(){

    }
}

//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.ANNOTATION_TYPE.METHOD)

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

自定义注解

使用@interface自定义注解时，自动继承了java.lang.annonation.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)
- 其中的每一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。
- 返回值类性就是参数的类型(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

//自定义注解
public class Test03 {
    //注解可以显示赋值，如果无默认值，必须给注解赋值
    @MyAnnotation1(name="wo",schools = "天大",age=18)
    public void test(){}

    @MyAnnotation2("wo")
    public void test2(){
    }
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation1{
    //注解的参数：参数类型+参数名（）；
    String name()default "";
    int age()default 0;
    int id()default -1;//如果默认值为-1，代表不存在
    String[] schools()default {"jj","ss"};
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface  MyAnnotation2{
    String value();
}

反射反射概述

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借助Reflecion 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。
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结构信息。这个类就像一面镜子，透过这面镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射

获得反射对象

反射的优点和缺点
- 优点:可以实现动态创建对象，体现出很大的灵活性
- 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。

//什么叫反射
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //通过反射获得类的class对象
        Class c1 = Class.forName("com.study.fanshe.User");
        System.out.println(c1);

        Class c2 = Class.forName("com.study.fanshe.User");
        Class c3 = Class.forName("com.study.fanshe.User");
        Class c4 = Class.forName("com.study.fanshe.User");

        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
        System.out.println(c4.hashCode());
    }
}

//实体类:pojo,entity
class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", id=" + id +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

Class类

对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于某个类而言，JRE都为其保留一个不变的class类型的对象。一个class对象包含了特定某个结构（class/interface/meun/annotation.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是由哪个class实例所生成
通过class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
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
class类的常用方法
获取class类的实例

//测试class类的创建方式
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person=new Student();
        System.out.println("他是："+person);

        //方式一：通过对象获得
        Class c1=person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());

        //方式二：类的全路径，forname获得
        Class c2 = Class.forName("com.study.fanshe.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

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

        //方式四：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);

        //获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}

class Person{
    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";
    }
}

所有类型的class对象

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

类加载内存分析

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。(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。

public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);

        
    }
}
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类无参构造块初始化");
    }
}

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)

//测试类什么时候会初始化
public class Test06 {
    static {
        System.out.println("main被加载");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1.主动引用
        //Son son = new Son();
        //2.反射也会产生主动引用
        //Class.forName("com.study.fanshe.Son");

        //不会产生类的引用的方法
        //System.out.println(Son.b);
        //Son[] array = new Son[5];
        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");
        m = 300;
    }
    static int m = 100;
    static final int M = 300;
}

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。

public class Test7 {
    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--》扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);
        //获取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);
        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.study.fanshe.Test7").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //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);

        //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"));
    }
}

获得类的运行时结构

//获得类的信息
public class Test8 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.study.fanshe.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
        System.out.println("==============================");
        Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public属性
        fields = c1.getDeclaredFields();//可以找到全部属性
        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
        System.out.println("==============================");
        Method[] methods = c1.getMethods();
        for(Method method : methods){
            System.out.println("public"+method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods){
            System.out.println("getDeclaredMethods"+method);
        }
    }
}

动态创建对象执行方法

没有无参构造器时：

//动态创建对象,通过反射
public class Test9 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //获得Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.study.fanshe.User");
        //构造一个对象
        User user = (User)c1.newInstance();//本质上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("我",121,19);
        //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,"颜色");
        System.out.println(user3.getName());

        //通过反射操作属性
        //可以操作私有属性--》setAcceeible
    }
}

性能对比分析

//分析性能问题
public class Test10 {

    //普通方式调用
    public void t1() {
        User user = new User();
        long st = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            user.getName();
        }
    long et = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("普通方式延迟:"+(et-st)+"ms");
}
    //反射方式调用
    public void t2() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();
        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName",null);
        long st = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long et = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式延迟:"+(et-st)+"ms");
    }
    //反射方式调用-关闭检测
    public void t3() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();
        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName",null);
        getName.setAccessible(true);
        long st = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long et = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("关闭检测方式延迟:"+(et-st)+"ms");
    }
}

反射操作泛型

public class GenericTest {
    private Map score;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = GenericTest.class;
        Field f = clazz.getDeclaredField("score");
        // 直接使用getType()取出类型只对普通类型的成员变量有效
        Class a = f.getType();
        // 下面将看到仅输出java.util.Map
        System.out.println("score 的类型是：" + a);
        // 获得成员变量f的泛型类型
        Type gType = f.getGenericType();
        // 如果 gType 类型是 ParameterizedType对象
        if (gType instanceof ParameterizedType) {
            // 强制类型转换
            ParameterizedType pType = (ParameterizedType) gType;
            // 获取原始类型
            Type rType = pType.getRawType();
            System.out.println("原始类型是：" + rType);
            // 取得泛型类型的泛型参数
            Type[] tArgs = pType.getActualTypeArguments();
            System.out.println("泛型信息是:");
            for (int i = 0; i < tArgs.length; i++) {
                System.out.println("第" + i + "个泛型类型是：" + tArgs[i]);
            }
        } else {
            System.out.println("获取泛型类型出错!");
        }
    }
}

反射获取注解信息

public class Test10{
    public static void main(String[] args) {
        Class c = TestController.class;
        Annotation[] atnsArray = c.getAnnotations();
        for (Annotation an : atnsArray) {
            System.out.println(an);
        }
    }
}

注解和反射

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