Java_Java

注解与反射 1. 注解_Annotation

Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术，注解可以理解为是一种有功能的注释。

Annotation的作用:
- 不是程序本身，可以对程序作出解释（这一点和注释(comment)没什么区别）。
- 可以被其他程序（比如:编译器等）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。
Java中的一些基本内置注解：
- @Override 重写
- @Deprecated 已过时不推荐使用

1.1 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 , @lnherited）
- @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）
- @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。（SOURCE< CLASS< RUNTIME）
- @Document：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。

//定义注解的形式

//Target表示注解的作用域
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
//Retention表示注解在什么时候有效：runtime>class>source
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
//Documented表示将注解是否生成在JAVAdoc中
@Documented
//表示子类可以继承父类的注解
@Inherited
@interface MyAnnotation{
    
}

1.2 自定义注解

使用@interface来自定义注解

package com.chen.annotation;

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

public class Test2 {
    //注解可以显示赋值，如果没有默认值，就必须给注解显示赋值
    @MyAnnotation2(name = "青城",schools = {"北京大学","清华大学"})
    public void test(){}

    @MyAnnotation3("青城")
    public void test2(){}
}

//自定义注解
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    //注解的参数：参数类型 参数名();   并不是一个方法
    String name() default "";//String类型参数 默认值设为""
    int age() default 0; //int类型参数 默认值设为0
    int id() default -1;//int类型参数 如果默认值为-1代表不存在
    String[] schools();
}

//如果注解只有一个参数，建议使用value命名，这样传参的时候可以不用写 value =
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
    String value();
}

2. 反射_Reflection

动态语言

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。如:Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等。

静态语言

与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、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的动态性让编程的时候更

加灵活！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。通过

这个Class对象看到类的结构信息，就称之为反射。（就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构信息）
Java通过反射可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性。但会对性能有影响。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。

Class类的一些常用方法

2.1 如何获取类的Class对象

已知具体的类，通过类名.class获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高。
已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象。
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。

package com.chen.reflection;

//测试Class类的创建方式有哪些
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        
        //1.通过类名获得   类名.class
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());

        //2.通过对象获得   对象名.getClass
        Person person = new Student();
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());

        //3.通过forName获得   Class.forName("完整类名")
        Class c2 = Class.forName("com.chen.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());
        
        //基本内置类型的包装类都有一个Type属性  只有Java的内置类可以用此方法
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

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

    }
}

class Person{
    public 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 = "Student";
    }
}

2.2 通过反射对类进行操作

先在com.chen.reflection包下创建一个测试实体类User

class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;

    //无参构造
    public User() {
    }

    //有参构造
    public User(String name, int id, int age) {
        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 +
                '}';
    }
}

通过反射获取类的一些信息

package com.chen.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

//获得类的信息
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("com.chen.reflection.User");//获取User类的Class类

        //获得类名
        System.out.println(c1.getName()); //包名+类名
        System.out.println(c1.getSimpleName()); //类名

        //获得类的所有属性
        Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public属性
        fields = c1.getDeclaredFields(); //可以找到所有属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

        //获得指定属性的值
        System.out.println(c1.getDeclaredField("name"));

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

        //获得类的所有方法
        Method[] methods = c1.getMethods();  //获得本类及其父类的全部public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods："+method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods(); //获得本类的全部方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods："+method);
        }

        //获得指定方法
        //参数是为了识别重载方法，通过类名和类型确定某一方法
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

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

        //获得构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors(); //获得所有的构造器
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class, int.class); //获得指定构造器
        System.out.println(constructor);
    }
}

通过反射创建类的对象，以及对类的方法属性进行操作

package com.chen.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 Test5 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //获得Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.chen.reflection.User");

        //通过反射构造一个对象
        User user = (User)c1.newInstance(); //本质上是调用了类的无参构造 如果没有 就会报错
        System.out.println(user);
        //通过反射获得构造器，再通过构造器创建对象。 可以获得有参构造
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("青城", 1, 22);
        System.out.println(user2);

        //通过反射操作方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);  //获得setName方法
        //通过invoke来执行该方法 执行setName方法赋值
        //invoke  激活的意思    invoke(对象，"方法的参数的值")
        setName.invoke(user,"青城");
        System.out.println(user.getName());  //调用getName查看 赋值成功

        //通过反射操作属性
        Field age = c1.getDeclaredField("age");
        //不能直接操作私有属性，需要关闭程序的安全性监测即可操作私有属性
        age.setAccessible(true);//通过 属性或方法.setAccessible(true) 来将安全监测关掉
        age.set(user,22);//给age属性赋值
        System.out.println(user.getAge());//调用getAge方法查看 赋值成功
    }
}

2.3 性能分析

通过反射可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性。但会降低性能。
打开安全检测也会降低反射调用的性能。（安全检测默认是打开的）

比较普通调用、反射调用、关闭安全检测后反射调用三种方法下执行User类的getName方法所需花费的时间。

package com.chen.reflection;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

//性能检测
public class Test6 {
    //普通方法调用
    public static void test1() {
        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10亿次花费时间ms："+(endTime - startTime));
    }

    //反射方式调用
    public static void test2() 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10亿次花费时间ms："+(endTime - startTime));
    }

    //反射方式调用  关闭检测
    public static void test3() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();
        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
        getName.setAccessible(true);//关闭权限检测

        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10_0000_0000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("反射方式关闭检测执行10亿次花费时间ms："+(endTime - startTime));
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test1();
        test2();
        test3();
    }
}

运行结果：

2.4 通过反射获取注解

package com.chen.reflection;

import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;

//反射操作注解
public class Test7 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c1 = Class.forName("com.chen.reflection.People");

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

        //获得指定注解的value的值
        MyTable myTable = (MyTable) c1.getAnnotation(MyTable.class);
        System.out.println(myTable.value());

        //获取所有属性的注解
        Field[] fields = c1.getDeclaredFields();//获取所有属性
        for (Field field : fields) {
            Annotation[] fieldAnnotations = field.getAnnotations();//获取每个属性的注解
            for (Annotation fieldAnnotation : fieldAnnotations) {
                System.out.println(fieldAnnotation);//打印出所有属性注解
            }
        }
    }
}

//创建类名的注解MyTable
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyTable{
    String value();
}

//创建属性的注解MyField
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyField{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}


@MyTable("db_people")
class People{
    @MyField(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;

    @MyField(columnName = "db_age",type = "int",length = 3)
    private int age;

    @MyField(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 10)
    private String name;

    public People(int id, int age, String name) {
        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 "People{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + ''' +
                '}';
    }
}

运行结果：

Java

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