Java注解与反射

时间:2020-07-09 16:36:05   收藏:0   阅读:73

注解 Annotation

  1. 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)
  2. 可以被其他程序(比如:编译器等)读取.
public class Test01 extends Object {
    //@Override 重写的注解
    @Override
    public String toString() {
        return "Test01{}";
    }
}

内置注解

元注解

import java.lang.annotation.*;

@MyAnnotation
public class Test02 {

    @MyAnnotation
    public void test(){}

}

//定义一个注解
//Target表示注解能用在哪些地方
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE}) //表示在方法和类上有效

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

//Documented表示是否将我们的注解生成到JavaDoc中
@Documented

//Inherited子类可以继承父类的注解
@Inherited
@interface MyAnnotation{

}

自定义注解

  1. @interface用来声明一个注解,格式:public @ jinterface注解名{定义内容}
  2. 其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数
  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
  7. 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
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

//自定义注解
public class Test03 {
    //注解可以显示赋值,如果没有默认值,我们必须给注解赋值
    @MyAnnotation2(age = 25)
    public void test(){}

    @MyAnnotation3("peng") //只有value能省略
    public void test2(){}
}

@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    //注解的参数格式:  参数类型 参数名();
    String name() default "";
    int age() default 18;
    int id() default -1; //默认值为-1,代表不存在

    String[] schools() default {"清华","北大"};
}

@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
    String value(); //只有value能省略,([value=]"peng")
}

反射机制 Reflection

//js
function f() {
    var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)";??? 
    eval(x); //运行时执行了x
}
public class Test02 extends Object{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //通过反射获取类的class对象
        Class c1 = Class.forName("reflection.User");
        System.out.println(c1);

        Class c2 = Class.forName("reflection.User");
        Class c3 = Class.forName("reflection.User");

        //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到class对象中
        System.out.println(c1.hashCode());
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
    }
}

//实体类 pojo entity
class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;

    public User(){

    }

    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 +
                ‘}‘;
    }
}
  1. class 各种类
  2. interface 接口
  3. [] 数组
  4. enum 枚举
  5. annotation 注解
  6. primitive type 基本数据类型
  7. void
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class;
        Class c2 = Comparable.class; //接口类型
        Class c3 = String[].class;
        Class c4 = int[][].class;
        Class c5 = Override.class; //注解类型
        Class c6 = ElementType.class; //枚举类型
        Class c7 = Integer.class; //基本数据类型
        Class c8 = void.class;
        Class c9 = 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);
    }
}

输出

class java.lang.Object
interface java.lang.Comparable
class [Ljava.lang.String;
class [[I
interface java.lang.Override
class java.lang.annotation.ElementType
class java.lang.Integer
void
class java.lang.Class

类加载内存分析

  1. 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
  2. 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
  3. 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< clinit> ()方法在多线程环境中被正确加锁和同步
public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m); //100,因为后执行的 m=100

        /*
        1.加载到内存,会产生一个类对应class对象
        2.链接,链接结束后 m = 0
        3.初始化
            <clinit>(){ //JVM做的
                System.out.println("A类静态代码块初始化");
                m = 300;
                m = 100;
            }
            初始化之后,m = 100
         */
    }
}

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类的无参构造初始化");
    }
}

什么时候会发生类初始化?

public class Test06 {
    static {
        System.out.println("main被加载");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1.主动引用
        //Son son = new Son();

        //2.反射也会产生主动引用
        //Class.forName("reflection.Son");

        //不会产生类的引用的方法
        //1.通过子类引用父类的值,子类不被加载
        //System.out.println(Son.b);

        //2.通过数组定义类引用,不会触发此类的初始化
        //Son[] array = new Son[5];

        //3.调用常量
        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

  1. 引导类加载器:用C++编写的,是JVM自带的类加载器,负责Java平台核心库(rt.jar),用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
  2. 扩展类加载器:负贵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
    3.系统类加载器:负责java classpath 或-D java. .class path所指的目录下的类与jar包装入工作,是最常用的加载器
public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获取系统类的加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);

        //获取系统类的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); //null 无法获取

        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("reflection.Test07").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader); //null

        //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"));

        //双亲委派机制
        //自己写的类会到标准类中检查,如果重复的就用系统原来的

        /*
        D:\jdk181\jre\lib\charsets.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\deploy.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\localedata.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\sunec.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\javaws.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\jce.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\jfr.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\jfxswt.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\jsse.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\management-agent.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\plugin.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\resources.jar;
        D:\jdk181\jre\lib\rt.jar;
        F:\project\annotation\out\production\annotation;
        D:\IntelliJ IDEA 2016.1.2\lib\idea_rt.jar
         */
    }
}

获取类的运行时结构

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

public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();

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

        //获得类的属性
        //Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public属性
        Field[] fields = c1.getDeclaredFields(); //找到全部属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

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

        //获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods(); //获得本类和父类的public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("加Declared的:"+method);
        }

        //获得指定方法
        //因为有重载,所以必须有方法名
        Method getName = c1.getMethod("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
        System.out.println("================================");
        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:"+declaredConstructor);
    }

动态创建对象 方法 属性

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

//动态的创建对象,通过反射
public class Test09 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获得class对象
        Class c1 = Class.forName("reflection.User");

        //构造一个对象,本质是调用了类的无参构造器
        User user = (User) c1.newInstance(); //如果User类没有无参构造器,则会报错
        System.out.println(user);

        //通过构造器创建对象,有参构造
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) declaredConstructor.newInstance("peng",1,25);
        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
        //(对象,"方法的值")
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName",String.class);
        setName.invoke(user3,"pengpeng");
        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
        name.setAccessible(true); //true 跳过安全检测
        name.set(user4,"peng250");
        System.out.println(user4.getName());
    }
}

性能对比分析

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

//分析性能问题
public class Test10 {
    //普通方式调用
    public static void test01(){
        User user = new User();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            user.getName();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通方法执行10亿次时间"+(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 < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式执行10亿次时间"+(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 < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("关闭检测后反射方式执行10亿次时间"+(endTime-startTime)+"ms");
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}

结果

普通方法执行10亿次时间4ms
反射方式执行10亿次时间3451ms
关闭检测后反射方式执行10亿次时间1344ms

反射操作泛型

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 Test11 {

    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 {
        
        //打印泛型参数类型
        Method method = Test11.class.getMethod("test01",Map.class,List.class);

        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();

        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println("#"+genericParameterType); //打印泛型类型
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
                Type[] actualTpyeArguments = ((ParameterizedType)genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTpyeArgument : actualTpyeArguments) {
                    System.out.println(actualTpyeArgument); //打印泛型内的真实类型
                }
            }
        }

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

        //打印泛型返回值类型
        method = Test11.class.getMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        System.out.println(genericReturnType); //打印泛型类型

        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTpyeArguments = ((ParameterizedType)genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTpyeArgument : actualTpyeArguments) {
                System.out.println(actualTpyeArgument); //打印泛型内的真实类型
            }
        }
    }
}

反射获取注解信息

◆类和表结构对应
◆属性和字段对应
◆对象和记录对应
◆要求:利用注解和反射完成类和表结构的映射关系

package reflection;

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

/**
 * Created by peng on 2020/5/7.
 */
public class Test12 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("reflection.Student2");

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

        //获得注解的value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("age");
        Fieldkuang annootation = f.getAnnotation(Fieldkuang.class);
        System.out.println(annootation.columnName());
        System.out.println(annootation.type());
        System.out.println(annootation.length());
    }
}

@Tablekuang("db_student")
class Student2{

    @Fieldkuang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @Fieldkuang(columnName = "db_age",type = "int",length = 3)
    private int age;
    @Fieldkuang(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 5)
    private String name;

    public Student2() {
    }

    public Student2(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;
    }
}

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

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