Java注解与反射

反射

概念：类加载之后，在堆内存的方法区中就生产了一个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。我们可以通过这个对象看到类的结构，这个对象就像是一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，称之为反射

正常方式：引入需要的”包类”名称 ==> 通过new实例化 ==>获取实例化对象
反射方式：实例化对象 ==> getClass()方法 ==> 取得完整的”包类”名称

• 优点：可以实现动态创建对象和编译，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，我们告诉JVM要做什么，这类操作总是慢于直接执行相同的操作
  一个类只有一个Class对象

获取Class对象的几种方式

// 测试类
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person student = new Studnet();

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

        // 方式二：forName获取
        Class c2 = Class.forName("Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

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

        // 方式四：对于基本数据类型，可以使用其包装类的TYPE属性获取
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);
    }
}

class Studnet extends Person{

}

class Person {

}

所有类型的Class对象

// 所有类型的Class
public class Test02 {
    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);
    }
}

Class对象获取类信息

// Class获取类的信息
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("Student");

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

        // 获得类的public属性
        Field[] fields = c1.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        // 获取类的所有属性
        fields = c1.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

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

        //获取类的方法：除了类自身的方法外，还会获取所继承的类中的方法
        System.out.println("===============================");
        Method[] methods = c1.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }

        // 获取指定方法
        Method getName = c1.getMethod("getName",null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

        // 获取构造器
        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);
        }

        // 获取指定构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        System.out.println(declaredConstructor);
    }
}

类的加载过程

// 测试类的初始化过程
public class Test02 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }

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

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

        // 被动引用不会引起类的初始化
        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("子类被加载");
    }

    static int m = 100;
    static final int M = 1;
}

类加载器

// 测试类的初始化过程
public class Test02 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 获取系统类加载器
        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)
        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("Test02").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);

    }
}

双亲委派机制

• 描述：某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。

• 意义：防止内存中出现多份同样的字节码

反射操作对象

// 通过反射，动态创建对象
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        // 获得Class对象
        Class c1 = Class.forName("Student");

        // 通过反射构建一个对象
        Student student = (Student) c1.newInstance();

        // 通过构造器构建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        Student student1 = (Student)constructor.newInstance("小明",18);

        // 通过反射直接调用方法
        Student student2 = (Student) c1.newInstance();
        // 通过反射获取一个方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName",String.class);
        // invoke激活获取的方法
        setName.invoke(student2,"张三");
        System.out.println(student2);

        // 通过反射操作属性
        Student student3 = new Student();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        // 对于私有属性，不能直接操作，需要关闭程序的安全检测,true为关闭
        name.setAccessible(true);
        name.set(student3,"李四");
        System.out.println(student3);
    }
}

反射操作泛型

// 反射操作泛型
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Method method = Test02.class.getMethod("test1", Map.class, List.class);
        // 获得泛型参数列表
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println(genericParameterType);
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) {
                // 遍历参数列表内的泛型信息
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }

        method = Test02.class.getMethod("test2",null);
        // 获取泛型返回值
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        if (genericReturnType instanceof  ParameterizedType) {
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            // 遍历返回值内的泛型参数
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }

    }

    public void test1(Map<String,String> map, List<String> list) {
        System.out.println("test01");
    }

    public List<String> test2() {
        return null;
    }
}

反射操作注解

// 反射操作泛型
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("Student");
        // 获取注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }

        // 获取指定的类注解的值
        MyAnnotation annotation = (MyAnnotation) c1.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(annotation.value());

        // 获取指定的属性注解的值
        Field f = c1.getDeclaredField("name");
        MyAnnotation2 annotation1 = f.getAnnotation(MyAnnotation2.class);
        System.out.println(annotation1.columnName());
        System.out.println(annotation1.type());
        System.out.println(annotation1.length());
    }
}

@MyAnnotation("student")
class Student {
    @MyAnnotation2(columnName = "name",type = "String",length = 10)
    private String name;
    @MyAnnotation2(columnName = "age",type = "int",length = 4)
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

// 类的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {
    String value();
}

// 属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2 {
    String columnName();
    String type();
    int length();
}