Java---注解与反射

前言

近期在学习SSM框架的过程中发现在SSM框架中大量用到了反射与注解的知识，要想学好SSM框架，必须将注解与反射熟记于心，尤其是对Java反射机制的理解。

对于我这种记性不好的人来说“基础不牢，地动山摇”的情况经常发生，所以就用这篇博客记录下关于注解与反射的知识，有出现错误的地方还请大家多多包涵，欢迎大家指出错误！

下面进入正题！！！

1.什么是注解

注解可以被其他程序（比如编译器）读取

2.内置注解

@Override:重写

@Deprecated:废弃

@SuppressWarnings（""）:抑制编译时的警告信息（需要添加参数）

3.元注解

负责注解其他注解

@Target: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改注释信息，用于描述注解的生命周期(SOURCE<CLASS<RUNTIME)什么时候有效

@Documented: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

4.自定义注解

使用@interface自定义注解

//自定义注解
public class Test03 {
    //注解可以显示的赋值，如果没有默认值，我们就必须该注解赋值
    @MyAnnotation2(age = 18)
    public void test(){}
    @MyAnnotation3("ikun")
    public void Test2(){}

}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    //这不是方法，是注解的参数
    String name() default "";
    int age() default 0;//默认值是-1代表不存在
    String[] schools() default {"清华","北大"};
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
    //这不是方法，是注解的参数
    String value();

}

5.反射概述

• 动态语言：就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构（c#,JavaScript,php,python）

• 静态语言:运行时结构不可变（Java,C，C++）

在java中我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性

• Java Reflection
  
  
  
  

6.获得反射对象

• 反射相关的主要API
  
  java.lang.Class:代表-个类
  
  java.lang.reftect.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
  
  ...

7.得到class类的几种方式（重点）

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。

对于每个类而言，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/.enum/annotation/primitive type/.void/们)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Classi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

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

        //方式二：forName获得（常用）
        Class  c2 = Class.forName("com.qjd.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

        //方式三：通过类名.class
        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);

8.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

9.类加载内存分析

当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤来对该类进行初始化

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);
        /**
         * 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>{   System.out.println("A类静态代码块初始化");
         *               m=300;
         *               m=100;
         *   }
         *
         *   m=100
         *
         *
         */

    }

}
class A{

        static{
            System.out.println("A类静态代码块初始化");
            m=300;
        }
        /*
        * m=300
        * m=100
        * */
        static int m = 100;
        public A(){
            System.out.println("A类的无参构造初始化");

        }

}

内存图分析

10.分析类初始化

注：常量不会引发初始化

11.类加载器

public class Test07 {
    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（系统）
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.qjd.reflection.Test07").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试jdk内置的类是哪个加载器加载的（根）
        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"));
        //D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\charsets.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\deploy.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\localedata.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunec.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\javaws.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\jce.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\jfr.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\jfxswt.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\jsse.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\management-agent.jar;D
        // :\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\plugin.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\resources.jar;
        // D:\Program Files (x86)\java\jdk1.8\jre\lib\rt.jar;
        // E:\SSM\反射和注解\reflect\target\classes;
        // E:\Java\IntelliJ IDEA 2020.3.4\lib\idea_rt.jar

        //双亲委派机制
        //（如果存在重名）检测跟加载器的包而不是自己写的
    }
}

12.创建运行时类的对象（重点）

//获得类的信息
public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("com.qjd.reflection.User");

        //获得类的名字
        System.out.println(c1.getName());//包名加类名
        System.out.println(c1.getSimpleName());//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();//找到全部的属性
        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();//获得本类及其父类全部的public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("正常的"+method);
        }

        Method[] declaredMethods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法包括private方法
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("declaredMethods"+declaredMethod);

        }

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

        //获得构造器
        System.out.println("===========================================================");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//获得public方法
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

        Constructor[] declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructors();//获得全部方法
        for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println(declaredConstructor);
        }

        //获得指定的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定的"+declaredConstructor);

    }
}

13.动态创建对象执行方法（重点）

代码实现

//动态创建对象，通过反射
public class Test09 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //获得Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.qjd.reflection.User");
        //构造一个对象
        //User user = (User) c1.newInstance();//本质上是调用类的无参构造器
        //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("ikun",001,18);
//        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.getMethod("setName", String.class);
        //invoke激活
        //(对象，“方法的值”)
        setName.invoke(user3,"kunkun");
        System.out.println(user3.getName());

        //通过反射操作属性
        System.out.println("===========================================");
        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，属性或者方法的setAccessible(true);
        name.setAccessible(true);
        name.set(user4,"坤坤");
        System.out.println(user4.getName());

    }

}

14.性能对比分析

//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("普通方式执行1000000000次："+(endTime-startTime)+"ms");
    }

    //反射方式调用
    public static void test02() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException {
        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1000000000次："+(endTime-startTime)+"ms");
    }

    //反射方式调用  关闭检测

    public static void test03() throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException {
        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("关闭检测执行1000000000次："+(endTime-startTime)+"ms");
    }

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

}

结果

15.获取泛型信息

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问题，但是，一旦编译完成，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者类型变量的数组类型

• ypeVariable: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

16.反射操作注解

ORM

//练习反射操作注解
public class Test12 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.qjd.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的值
       TableQjd tableQjd = (TableQjd)c1.getAnnotation(TableQjd.class);
        String value = tableQjd.value();
        System.out.println(value);

        //获得类指定的注解
        System.out.println("===================");
        Field field = c1.getDeclaredField("name");
        FieldQjd annotation = field.getAnnotation(FieldQjd.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());

    }

}

@TableQjd("db_student")
class Student2{
    @FieldQjd(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @FieldQjd(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @FieldQjd(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String name;

    public Student2(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public Student2() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", 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 TableQjd{
    String value();
}

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

注：本文参考与B站up主遇见狂神说的讲解视频进行编写，如有遗漏和错误，欢迎大家提出

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