Java-基础-注解和反射

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注解和反射

1. 注解

1.1 注解的简介

1.2 常见内置注解

1.3 元注解

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package com.zhuuu.Annotation;

import java.lang.annotation.*;

//测试元注解

public class MetaAnnotation {
    @MyAnnotaion

}

//定义一个注解
//定义在类上和方法上
//@Target：表示可以注解可以放在哪些上
//@Retention：表示我们的注解在什么时候有效 （runtime>class>source）
//@Documented:表示是否把注解声称在Javadoc中
//@Inherited :表示时候继承父类的注解

@Inherited
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@interface MyAnnotaion{

}

1.4 自定义注解

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public class MetaAnnotation {
    //注解可以显示赋值，如果没有默认值，我们就必须给注解赋值
    @MyAnnotaion(name = "Zhuuu",schools = "Njput")
    public void test(){

    }
}

@Inherited
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@interface MyAnnotaion{
    //注解的参数：参数类型 + 参数名()+ 【default 值】;
    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(); // 定义了一个数组
}



//默认值是value,可以不用显示传参数
@Inherited
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@interface Myannation3{
    String value();
}

2. 反射

2.1 静态语言和动态语言

2.2 反射概述

通过反射来获得类的对象

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public class Reflection {
    //通过反射获取类的class对象
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c1 = Class.forName("com.zhuuu.Reflection.User");
        System.out.println(c1);


        //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在class对象中
    }
}


//实体类：
class User{
    private int age;
    private String name;
    private String Address;
}

2.3 Class类

Class类的常用方法

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2.4 所有类型的Class对象

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public class Reflection02 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<Object>     c1 = Object.class;    //类
        Class<Comparable> c2 = Comparable.class;  //接口
        Class<String[]>   c3 = String[].class;  //一维数组
        Class<String>     c4 = String.class;      //类
        Class<int[][]>    c5 = int[][].class;    //二维数组
        Class<Override>   c6 = Override.class;   //注解
        Class<ElementType>c7 = ElementType.class;  //枚举
        Class<Integer>    c8 = Integer.class; //基本数据类型
        Class<Void>       c9 = void.class;    //void
        Class<Class>      c10 = 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 );
        System.out.println(c10);
    }
}

只要元素类型和维度一样，就是同一个class

3. 类加载

  1. 加载
  2. 链接
  3. 初始化（cinit<>{}）
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package com.zhuuu.ClassLoader;

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


/*
* 1. 加载到内存，会在堆中产生一个对应的Class对象
* 2. 链接，链接结束后m=0
* 3. 初始化<cinit>(){
*       System.out.println("A类静态代码块初始化");
        m = 300;
        int 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");
    }
}

3.1 类的初始化时机

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package com.zhuuu.ClassLoader;

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


    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//        //1.主动引用会产生类的初始化
//        Son son = new Son();

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

        //不会产生类的引用的方法
//        System.out.println(Son.b); //并不会加载子类
//        Son[] array = new Son[5];  //数组也不会引起类初始化
        System.out.println(Son.M);   //常量也不会引起父类和子类的初始化

    }
}

    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;
    }

3.2 类加载器作用

  • 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运行时数据结构，然后在队中生成一个代表这个类的java,lang,Class对象，作为方法去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其中，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。

3.3 类加载器的分类

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public class TestGetClassLoader {
    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)
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);

        //获取当前类加载器
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.zhuuu.ClassLoader.TestGetClassLoader").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试JDK内置的类是谁加载的
        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"));
    }
}

输出结果如下：

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sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4554617c
null
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
null
E:\jdk1.8\jre\lib\charsets.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\deploy.jar;E:\jdk1.8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\dnsns.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\jaccess.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\localedata.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\nashorn.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\sunec.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\ext\zipfs.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\javaws.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\jce.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\jfr.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\jfxswt.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\jsse.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\managementagent.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\plugin.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\resources.jar;
E:\jdk1.8\jre\lib\rt.jar;
E:\学习源码\AnnotationReflection\target\classes;
E:\IntelliJ IDEA 2019.1\lib\idea_rt.jar

3.4 双亲委派机制

  • 保证安全性
  • 一步一步向上委托加载
  • （具体内容见JVM笔记）

3.5 获取类的信息

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public class TestClassInfo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class<?> c1 = Class.forName("com.zhuuu.Reflection.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
        Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public属性
        System.out.println("==================");
        fields = c1.getDeclaredFields();  //找到全部的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

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

        //获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods(); //获取得本类及父类的所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("正常的："+method);
        }

        methods = c1.getDeclaredMethods();  //只能获取本类的方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods" + method);
        }

        Method getName = c1.getMethod("getName",null);        //获得指定的方法
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class); //参数的作用是因为有方法的重载
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

        //获得类的构造器
        Constructor<?>[] constructors = c1.getConstructors(); //获取public构造器
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println("正常的"+constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors(); //获取全部的构造器
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println("#" + constructor);
        }

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

4. 反射高级操作

4.1 调用指定的方法

invoke方法

setAccessible方法

4.2 动态的创建对象

反射创建对象的方法：newInstance

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//动态的创建对象，通过反射
public class Reflection03 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //获得class对象
        Class<?> c1 = Class.forName("com.zhuuu.Reflection.User");

        //构造一个对象
//        User user = (User) c1.newInstance(); //本质上是调用了无参构造器
//        System.out.println(user);

        //通过构造器创建对象
//        Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
//        User user1 = (User) constructor.newInstance("zhuuu", 001, 19);
//        System.out.println(user1);


        //通过反射调用方法
//        User user2 = (User) c1.newInstance();
//        //通过反射获取一个方法
//        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
//        setName.invoke(user2,"朱酱酱"); //invoke(对象，"方法的值")
//        System.out.println(user2.getName());


        //通过反射操作属性
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");

        name.setAccessible(true); //private权限报错,不能直接操作私有属性，关掉权限检查
        name.set(user3,"朱酱酱2");
        System.out.println(user3.getName());

    }
}

4.3 反射性能分析

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//分析性能问题
public class Reflection04 {

    //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<? extends User> c1 = user.getClass();

        //通过反射操作
        Method getName = c1.getMethod("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");

    }


    //反射调用（关闭权限检测）
    public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class<? extends User> c1 = user.getClass();

        //通过反射操作
        Method getName = c1.getMethod("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10亿次时间" + (endTime-startTime)+"ms");

    }

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

}

输出结果如下：

4.4 反射操作泛型

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//通过反射获取泛型
public class Reflection05 {

    public void test01(Map<String,User> map, List<User> list){

    }


    public Map<String,User> test02(){
        System.out.println("test02");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        //test01
        Method method = Reflection05.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes(); //获得泛型的参数信息
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println("#" + genericParameterType); //打印泛型参数类型
            if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){ //判断泛型里面的是不是一个参数化类型
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments(); //是的话强转出来，并且获得真实参数信息
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println("~"+actualTypeArgument);
                }
            }
        }


        //test 02
        method = Reflection05.class.getMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType(); //获得返回值类型
        if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments(); //是的话强转出来，并且获得真实参数信息
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }

}

4.5 反射操作注解

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//反射操作注解
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;

public class Reflection06 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class<?> c1 = Class.forName("com.zhuuu.Reflection.Reflection06.Student2");


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

        //获得注解value的值
        table annotation = c1.getAnnotation(table.class);
        String value = annotation.value();   //"db_student"
        System.out.println(value);

        //获得类指定的注解
        Field name = c1.getField("name");
        field annotation1 = name.getAnnotation(field.class);
        System.out.println(annotation1.columnNName()); //"db_name"
        System.out.println(annotation1.length());     //"varchar"
        System.out.println(annotation1.type());       //3
    }
}



@table("db_student")
class Student2{

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Studeng2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + 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 table{
    String value();
}


//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@interface field{
    String columnNName();
    String type();
    int length();
}

5. 总结

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