java的反射和注解

Posted 2021-06-09 Code_BinBin

什么是注解

Java 注解(Annotation)又称 Java 标注，是 JDK5.0 引入的一种注释机制。
Java 语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注。和注释不同，Java 标注可以通过反射获取标注内容。在编译器生成类文件时，标注可以被嵌入到字节码中。Java 虚拟机可以保留标注内容，在运行 时可以获取到标注内容 。当然它也支持自定义 Java 标注。

注解与注释的区别：

注解是给机器看的注释，而注释是给程序员看的提示，编译时自动忽略注释。

注解的使用场景

1. 编译格式检查
2. 反射中解析
3. 生成帮助文档
4. 跟踪代码依赖

注解的作用

• 作为特定的标记, 告知编译器一些信息. 例如方法的@Override 注解, 用于编译器去检验方法的重写是否符合规范.
• 编译时动态处理, 例如动态生成代码, 例如Lombok提供的一些注解@Data, 来动态的生成getter setter toString 等等方法
• 运行时动态处理, 作为额外的信息载体,例如@Controller层的请求映射的路径

一个注解最重要的是解析这个注解的代码, 否则这个注解就没有连注释都不如.

注解的分类

• 标准注解: Override(方法重写) Deprecated(过时的) SuppressWarings(忽略某些警告)
• 元注解: @Target @Retention @Inherited @Documented 这些注解的作用是用于定义注解的注解
• 自定义注解

标准注解

注解类型	注解意义	补充说明
@Override	重写	定义在java.lang.Override里面
@Deprecated	废弃	定义在java.lang.Deprecated里面
@SafeVarargs	忽略热河使用猜数为泛型变量的方法或构造函数调用产生的警告	java 7开始支持
@Functionallnterface	函数式接口	java8开始支持，标识一个匿名数或者函数式接口
@Repeatable	标识某注解可以在同一个申明上使用多次	java8开始支持
@SuppressWarnings	抑制编译时的警告	在java.lang.SuppressWarnings 里面

元注解

定义：
作用在其他注解的注解

注解类型	注解意义
@Retention	说明了Annotation所修饰的对象范围：Annotation可被用于 packages、types（类、接口、枚举、Annotation类型）、类型成员（方法、构造方法、成员变量、枚举值）、方法参数和本地变量（如循环变量、catch参数）。在Annotation类型的声明中使用了target可更加明晰其修饰的目标，
@Documented	标识这些注解是否包含在用户文档javadoc里面
@Targent	标记这个注解应该是对应哪种java成员
@Inherited	标记这个注解是自动继承的

Target补充：
　　作用：用于描述注解的使用范围（即：被描述的注解可以用在什么地方）
　　取值(ElementType)有：
　　1.CONSTRUCTOR:用于描述构造器
　　2.FIELD:用于描述域
　　3.LOCAL_VARIABLE:用于描述局部变量
　　4.METHOD:用于描述方法
　　5.PACKAGE:用于描述包
　　6.PARAMETER:用于描述参数
　　7.TYPE:用于描述类、接口(包括注解类型) 或enum声明

• 子类会继承父类使用的注解中被@Inherited修饰的注解
• 接口继承关系中，子接口不会继承父接口中的任何注解，不管父接口中使用的注解有没有 被@Inherited修饰
• 类实现接口时不会继承任何接口中定义的注解

自定义注解

使用 @interface 自定义注解时，自动继承了 java.lang.annotation.Annotation 接口
分析：

• @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 方法的名称就是参数的名称
• 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） 可以通过 default 来声明参数的默认值
• 如果只有一个参数成员，一般参数名为 value 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

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AutoWired {
}

反射

静态语言 VS 动态语言

动态语言
动态语言是一类在运行时可以改变其结构的语言：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其它结构上的变化。通俗一点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构

静态语言
与动态语言相对应，运行时结构不可变的语言就是静态语言，如 Java、C、C++

Java 不是静态语言，但是 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 的动态性让编程的时候更加灵活

Java 反射机制概述
  反射之中包含了一个「反」字，所以想要解释反射就必须先从「正」开始解释。
一般情况下，我们使用某个类时必定知道它是什么类，是用来做什么的。于是我们直接对这个类进行实例化，之后使用这个类对象(见后文)进行操作

Student student= new Student (); //直接初始化，「正射」
student.setAge(14);

上面这样子进行类对象的初始化，我们可以理解为「正」。
而反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。
这时候，我们使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用：

public class User implements Serializable {
    private int id;
    private String username;
    private String password;
    public User(int id, String username, String password) {
        this.id = id;
        this.username = username;
        this.password = password;
    }
    public User(){}
    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }



    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", username='" + username + '\\'' +
                ", password='" + password + '\\'' +
                '}';
    }
}

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clz = Class.forName("com.znb.entity.User");
        Constructor constructor = clz.getConstructor();
        Object object = constructor.newInstance();
        Method method1 = clz.getMethod("setId", int.class);
        Method method2 = clz.getMethod("setPassword", String.class);
        Method method3 = clz.getMethod("setUsername", String.class);
        method1.invoke(object, 40);
        method2.invoke(object, "777444");
        method3.invoke(object, "555666");
        System.out.println(object);

    }
}

结果：

上面两段代码的执行结果，其实是完全一样的。但是其思路完全不一样，第一段代码在未运行时就已经确定了要运行的类（Apple），而第二段代码则是在运行时通过字符串值才得知要运行的类（com.chenshuyi.reflect.Apple）。

从这个简单的例子可以看出，一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤：

1. 获取类的 Class 对象实例

Class clz = Class.forName(“com.znb.entity.User”);

2. 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象

Constructor constructor = clz.getConstructor();

3. 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象

Object object = constructor.newInstance();

4. 获取方法的 Method 对象

Method method1 = clz.getMethod(“setId”, int.class);
Method method2 = clz.getMethod(“setPassword”, String.class);
Method method3 = clz.getMethod(“setUsername”, String.class);

5. 利用 invoke 方法调用方法

method1.invoke(object, 40);
method2.invoke(object, “777444”);
method3.invoke(object, “555666”);

到这里，我们已经能够掌握反射的基本使用。但如果要进一步掌握反射，还需要对反射的常用 API 有更深入的理解。
在 JDK 中，反射相关的 API 可以分为下面几个方面：获取反射的 Class 对象、通过反射创建类对象、通过反射获取类属性方法及构造器。

反射常用API

获取反射中的Class对象

在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，我们首先需要获取到该类的 Class 对象。
在 Java API 中，获取 Class 类对象有三种方法：

• 使用 Class.forName 静态方法。当你知道该类的全路径名时，你可以使用该方法获取 Class 类对象。

Class Uclass1=Class.forName(“com.znb.entity.User”);

• 使用 .class 方法。

Class Uclass2= User.class;

• 使用类对象的 getClass() 方法。

User user=new User();
Class Uclass3=user.getClass();

 Class Uclass1=Class.forName("com.znb.entity.User");
        System.out.println(Uclass1);
        Class Uclass2= User.class;
         System.out.println(Uclass2);
         User user=new User();
         Class Uclass3=user.getClass();
          System.out.println(Uclass3);

结果：

通过反射创建类对象

通过反射创建类对象主要有两种方式：通过 Class 对象的 newInstance() 方法、通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法。

• 通过 Class 对象的 newInstance() 方法。

Class uclass= User.class;
User user= (User) uclass.newInstance();

• 通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法

Class uclass= User .class;
Constructor constructor = uclass.getConstructor();
User user= (User )constructor.newInstance();

通过 Constructor 对象创建类对象可以选择特定构造方法，而通过 Class 对象则只能使用默认的无参数构造方法。下面的代码就调用了一个有参数的构造方法进行了类对象的初始化。

Class uclass= User .class;
Constructor constructor = uclass.getConstructor( int.class,String.class,String.class);
User user= (User )constructor.newInstance(1, “555”,“888”);

 Class uclass= User.class;
        User user= (User) uclass.newInstance();
        Constructor constructor = uclass.getConstructor(int.class,String.class,String.class);
        User user1= (User) constructor.newInstance(1,"88","888");
        System.out.println(user1);

通过反射获取类属性、方法、构造器

我们通过 Class 对象的 getFields() 方法可以获取 Class 类的属性，但无法获取私有属性。

public static void main(String[] args) {
        Class clz = User.class;
        Field[] fields = clz.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName());
        }

    }

结果：

而如果使用 Class 对象的 getDeclaredFields() 方法则可以获取包括私有属性在内的所有属性

public static void main(String[] args) {
        Class clz = User.class;
        Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName());
        }

    }

结果：

与获取类属性一样，当我们去获取类方法、类构造器时，如果要获取私有方法或私有构造器，则必须使用有 declared 关键字的方法。

反射应用场景

• Java的反射机制在做基础框架的时候非常有用，有一句话这么说来着：反射机制是很多Java框架的基石。而一般应用层面很少用，不过这种东西，现在很多开源框架基本都已经给你封装好了，自己基本用不着写。典型的除了Hibernate之外，还有Spring也用到很多反射机制。经典的就是在xml文件或者properties里面写好了配置，然后在Java类里面解析xml或properties里面的内容，得到一个字符串，然后用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例，这样就可以动态配置一些东西，不用每一次都要在代码里面去new或者做其他的事情，以后要改的话直接改配置文件，代码维护起来就很方便了，同时有时候要适应某些需求，Java类里面不一定能直接调用另外的方法，这时候也可以通过反射机制来实现。
  总的来说，自己写的很少，具体什么时候要用那要看需求，反射机制无非就是根据一个String来得到你要的实体对象，然后调用它原来的东西。但是如果是要自己写框架的话，那就会用得比较多了。
• 当你做一个软件可以安装插件的功能，你连插件的类型名称都不知道，你怎么实例化这个对象呢？因为程序是支持插件的（第三方的），在开发的时候并不知道
  。所以无法在代码中 New出来 ，但反射可以，通过反射，动态加载程序集，然后读出类，检查标记之后再实例化对象，就可以获得正确的类实例。
• 在编码阶段不知道那个类名,要在运行期从配置文件读取类名, 这时候就没有办法硬编码new
  ClassName(),而必须用到反射才能创建这个对象.反射的目的就是为了扩展未知的应用。比如你写了一个程序，这个程序定义了一些接口，只要实现了这些接口的dll都可以作为插件来插入到这个程序中。那么怎么实现呢？就可以通过反射来实现。就是把dll加载进内存，然后通过反射的方式来调用dll中的方法。很多工厂模式就是使用的反射。

程序员在自己的业务开发中应该尽量的远离反射

反射：在流行的库如Spring和Hibernate中，反射自然有其用武之地。不过内省业务代码在很多时候都不是一件好事，原因有很多，一般情况下我总是建议大家不要使用反射。

性能分析

反射机制是一种程序自我分析的能力。用于获取一个类的类变量，构造函数，方法，修饰符。

优点：运行期类型的判断，动态类加载，动态代理使用反射。

缺点：性能是一个问题，反射相当于一系列解释操作，通知jvm要做的事情，性能比直接的java代码要慢很多。