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注解和反射学习笔记

时间:2020-02-27 11:21:07      阅读:70      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

注解和反射学习笔记

注解

简介

  • 注解 java.Annotation

  • Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术

  • Annotation的作用

    • 不是存心本身,可以对程序作出解释(这点与注释没有区别)
    • 可以被其他程序(编译器)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

内置注解

  • @Override:定义在java.lang.Override中,此注解只适用于修饰方法,表示一个方法声明 打算重写超类中的另一个方法
  • @Deprecated:定义在java.lang.Deprecated中,此注解可以用于修饰方法、属性,类,表示不鼓励程序员使用这样的元素,通常是因为它很危险或有更好的选择
  • @SuppressWarnings:定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时的警告信息,与前两个不同,你需要添加一个参数才能正确使用,这些参数都是已经定义好了的,我们选择使用就行
    • @SuppressWarnings("all")
    • @SuppressWarnings("unchecked")
    • @SuppressWarnings(value = {"unchecked","deprecation"})
    • 等等。。。。。

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类型做说明
  • 这些类型和他们所支持的类在java.lang.annotation包中找到(@Target,@Retention,@Documented,@lnherited)
    • @Target:用于描述注解的范围(即:被描述的注解可以用在什么地方)
    • @Retention:表示需要在什么保存该注释信息,用于描述注释的生命周期
      • SOURCE<CLASS<RUNTIME
    • @Documented:说明该注解被包含在Javadoc中
    • @Inherited:说明子类可以继承父类中的该注解
package com.taidou;

import java.lang.annotation.*;

//测试元注解
public class TestMetaAnnotation {
}


//表示注解可以用于方法
@Target(ElementType.METHOD)
//表示注解在运行时还有效
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//表示注解可以被子类继承
@Inherited
//表示注解被加入到Javadoc中
@Deprecated
@interface MyAnnotation{

}

自定义注解

  • 使用@interface自定义注解
  • 自定义注解时,自动继承java.lang.annotation.Annotation接口
    • @interface用来声明一个注解,格式:public @interface 注解名{ 定义内容 }
    • 其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数,方法名称就是参数名称
    • 返回值类型就是参数类型(只能是基本类型,class,String,enum)
    • 可以通过default来设置参数默认值
    • 如果只有一个参数,一般参数名为value(参数名为value且只有一个参数时,配置参数是可以不用参数名)
    • 注解元素必须要有值,我们定义元素时,通常使用空字符串和0作为默认值
package com.taidou;

import java.lang.annotation.*;

//自定义注解
public class TestMyAnnotation {
    @MyAnnotation2()
    public static void main(String[] args) {

    }
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    String name() default "";
    int age() default 0;
    String[] shools() default {"清华","北大"};
}

反射

概述

  • 静态与动态语言
    • 动态语言
      • 是一类可以在运行时改变其结构的语言: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结构上的变化。通俗点说就是代码可以在运行时改变自身结构
      • 主要动态语言:Object-c、C#、JavaScript、PHP、Python等
    • 静态语言
      • 与动态语言相对应的就是静态语言,运行时结构不可变的就是静态语言。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的动态性让编程时能更加灵活

  • Reflection(反射)是java被称为动态语的关键,反射机制允许程序在执行期借助于ReflectionAPI取得任何类的内部信息,并直接操作任意对象的内部属性及方法。

Class c = Class.forName("java.lang.String");
  • 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),这个对象中包含了完整类的结构信息,我们可以通过这个对象看到这个类的结构,这个对象就像一面镜子,透过 镜子看到类的结构,所以我们形象店称之为:反射
  • 正常方式:引入需要的“包类”名称——通过new实例化——取得实例对象
  • 反射:实例化对象——getClass()方法——达到完整的包类名称

  • java反射机制提供的功能
    • 在运行时判断任意一个对象所属的类
    • 在运行时构造任意一个类的对象
    • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
    • 在运行时获取泛型信息
    • 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
    • 在运行时处理注解
    • 生成动态代理
    • 。。。。。。。。
  • 优缺点
    • 优点:可以实现动态创建对象和编译,体现了很大的灵活性
    • 缺点:对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作,我们可以告诉JVM我们想要做什么并且它满足我们的需求。这类操作总慢于直接执行相同操作。

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类型对象。一个Class类型对象包含了特定的某个结构的有关信息。
    • Class本身也是一个类
    • Class只能由系统创建对象
    • 一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
    • 每个类的实例都会记得自己由那个Class实例所生成
    • 通过Class可以完整的得到一个类中所有被加载的结构
    • 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
  • Class类的常用对象
    • ClassforName(String name):返回指定类名name的Class对象
    • new Instance():调用缺省构造函数,返回Class对象的一个实例
    • getName():返回Class对象表示实体的名称
    • getSuperClass():返回当前Class对象的父类的Class对象
    • getinterface():返回当前Class对象的接口
    • getClassLoader():返回该类的加载器
    • getConstructors():返回一个包含某些Constructor对象的数组
  • 获得Class对象的实例

    • 已知具体的类,使用类的class属性获取,该方法安全可靠,程序性能最高。
    • 调用某个类实例的getClass()方法
    • 已知全类名,通过Class类的静态方法forName() 获取,会抛出异常
    • 内置基本数据类型可以用类名.Type
    package com.taidou;
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
            Person person = new Student();
    
            //通过类获取
            Class c1 = Student.class;
            System.out.println(c1.hashCode());
    
            //通过对象获取
            Class c2 = person.getClass();
            System.out.println(c2.hashCode());
    
            //通过全类名获取
            Class c3 = Class.forName("com.taidou.Student");
            System.out.println(c3.hashCode());
    
            //获取内置数据类型的Class
            Class c4 = Integer.TYPE;
            System.out.println(c4.hashCode());
    
            //获取父类的
            Class c5 = c1.getSuperclass();
            System.out.println(c5);
        }
    }
    
    class Person{
        String name;
    
        public Person() {
        }
    
        public Person(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
    
    class Student extends Person{
        public Student() {
            this.name = "学生";
        }
    }
    
    class Teacher extends Person{
        public Teacher() {
            this.name = "老师";
        }
    }
  • 哪些类型有Class对象
    • class:类
    • interface:接口
    • []:数组
    • enum:枚举
    • annotation:注解
    • primitive type:基本数据类型
    • void
package com.taidou;

import java.lang.annotation.ElementType;

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class;        //类
        Class c2 = Runnable.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;       //基本类型
        Class c8 = void.class;          //void

        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);
    }
}

技术分享图片

类的加载与ClassLoader

概述

  • 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。
  • 链接:将java的二进制代码合并到JVM运行状态之中的过程
    • 验证:确保加载进JVM的类信息符合规范,没有安全问题
    • 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:虚拟机常量池中的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的阶段
  • 初始化:
    • 执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法是由编译器自动收集类中所有变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。(类构造器是构造该类信息的,不是构造该类对象的构造器)
    • 当初始化一个类的时候,如果发现其父类没有初始化,则需要先触发其父类的初始化
    • 虚拟机会保证一个类的(),在多线程环境中被正确的加锁和同步

什么时候会发生类的初始化

  • 类的主动引用(一定会发生类的初始化)
    • 当虚拟机启动时,先初始化main方法所在的类
    • new一个对象
    • 调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法
    • 对类进行反射调用
    • 当初始化一个类的时候,如果发现其父类没有初始化,则需要先触发其父类的初始化
  • 类的被动引用(不会发生类的初始化)
    • 当访问一个静态域时,只有真正声明这个静态域的类会被初始化。如:当通过子类引用父类的静态方法时,不会导致子类初始化
    • 通过数组定义类的引用,不会触发类的初始化
    • 引用常量不会触发此类的初始化

类加载器的作用

  • 类加载的作用:将字节码文件加载到内存中,并将这些静态数据转换为方法区运行时数据结构,然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区中类数据的访问接口
  • 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类加载器中它将维持加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。
  • 类加载器的作用是用来把类加载进内存的,JVM规范定义了如下类型的类加载器
    • 引导类加载器(根加载器):用C++编写,是JVM自带的类加载器,负责java平台核心库,用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
    • 扩展类加载器(ExtClassLoader):负责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
    • 系统类加载器(AppClassLoader):负责java -classpath huo -D java.class.path所指的目录下的类或jar包装入工作库,是最常用的加载器
  • 获取加载器的方法
    • Class.getClassLoader() 可用于获取当前类的加载器
    • ClassLoader.getsystemClassLoader 获取系统类加载器
    • 系统类加载器对象.getParent 获取类加载器的父类扩展类加载器

创建运行时对象

获取运行时完整结构

  • getName() 包名+类名
  • getSimpleName() 类名
  • getFields() 找到public属性
  • getDeclaredFields() 能找到全部属性
  • getDeclaredField("name") 获得指定的属性
  • getMethods() 获得本类及分类的所有public方法
  • getDeclaredMethods() 获得本类的所有方法
  • getMethod("setName", String.class) 获得指定的方法 有参方法要参数类型的Class对象
  • getConstructor(String.class,int.class,int.class) 获取指定构造器
package com.taidou;

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

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = User.class;

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

        System.out.println("---------------属性-----------------");

        //获得类的属性
        Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public属性

        fields = c1.getDeclaredFields();//能找到全部属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

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

        System.out.println("---------------方法-----------------");
        //获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及分类的所有public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("Declared"+method);
        }

        c1.getMethod("setName", String.class);//获得指定的方法 有参方法要参数类型的Class对象

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

        constructors = c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

        c1.getConstructor(String.class,int.class,int.class);//获取指定构造器
    }
}


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

    public User() {
    }

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

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

    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;
    }

    public int getID() {
        return ID;
    }

    public void setID(int ID) {
        this.ID = ID;
    }
}

动态创建对象与执行方法

  • 创建对象:newInstance(),本质是调用了无参构造器
  • 通过构造器创建对象
    • 先获得构造器:getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class)
    • 然后在调用newInstance()方法传入参数
  • 调用方法
    • 获取方法:getDeclaredMethod("方法名", 方法所需参数类型的Class对象(String.class));
    • 使用invoke(对象,参数)方法激活方法,传入调用方法的对象和参数
  • 操作属性
    • 获得属性:getDeclaredField("属性名");
    • 如果是私有属性就调用setAccessible(true)方法关闭安全检查(权限检查),true为关闭,默认开启
    • 然后调用set()方法设置属性,传入对象和参数
package com.taidou;

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

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = User.class;

        //创建一个对象
        User user1 = (User) c1.newInstance();//本质是调用了无参构造器
        System.out.println(user1);

        //通过构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("taidou", 18, 001);
        System.out.println(user2);

        //通过反射调用普通方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        setName.invoke(user1,"taidou1");//激活方法   传入对象与值
        System.out.println(user1.getName());

        //通过反射操作属性
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        //不能直接操作私有属性,需要关闭安全检查,true为关闭
        name.setAccessible(true);
        name.set(user2,"taidou2");
        System.out.println(user2.getName());

    }
}

性能对比

  • 普通方法调用,反射调用与 反射调用关闭权限检测 的运行速度对比
package com.taidou;

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

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test1();
        test2();
        test3();
    }

    //普通调用
    public static void test1(){
        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:"+(endTime-starTtime)+"ms");
    }

    //反射方法调用
    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 < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方法:"+(endTime-starTtime)+"ms");
    }

    //反射方法调用 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);

        long starTtime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方法,关闭检测:"+(endTime-starTtime)+"ms");
    }
}

----------------------------------执行结果--------------------------------------------
普通方法:10ms
反射方法:3170ms
反射方法,关闭检测:1554ms

注解和反射学习笔记

原文:https://www.cnblogs.com/taidou-hth/p/12370631.html

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