Java注解和反射

Posted 2022-12-05 想成为大师啊

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java注解和反射相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考B站狂神说，整理笔记

注解本质上就是一个类，开发中我们可以使用注解取代 xml配置文件

1、什么是注解

Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术

Annotation的作用：

不是程序本身，可以对程序做出解释。（这一点和注释(comment)没什么区别）
可以被其他程序（比如：编译器等）读取可以实现动态型

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”).
注解还有检查规范名

Annotation在哪里使用：

可以附加在package，class，method，field等上面，相当于给他们添加了额外的辅助信息，我们可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问

2、内置注解

@Override：定义在java.lang.Override中，此注释只适用于修辞方法，表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法声明
@Deprecated：定义在java.lang.Deprecated中，此注释可以用来修辞方法，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者存在更好的选择
@SuppressWarnings：定义在java.lang.SuppressWarnings中，用来抑制编译时的警告信息。
- 与前两个注释有所不同，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。我们选择性的使用就好了
- @SuppressWarnings(“all”)
- @SuppressWarnings(“unchecked”);
- @SuppressWarnings(value=“unchecked”,“deprecation”);
- 等等…

package com.blb.annotation;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test01 extends Object 

    // @Override 重写的注解
    @Override
    public String toString() 
        return super.toString();
    

    // @Deprecated 不推荐程序员使用，但是可以使用，或者存在更好的方式
    @Deprecated
    public static void test()
        System.out.println("Deprecated");
    

    // @SuppressWarnings: 镇压警告
    @SuppressWarnings("all")
    public void test02()
        List list = new ArrayList();
    

    public static void main(String[] args) 
        test();

3、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类型作说明

这些类型和它们所支持的类在 java.lang.annotation 包中可以找到，（@Target，@Retention，@Documented，@Inherited）

@Target：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）
@Retention：表示需要在什么级别保存该注释信息，用于描述注解的生命周期
- （ SOURCE < CLASS < RUNTIME）
@Document：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

package com.blb.annotation;

import java.lang.annotation.*;

@MyAnnotation_Target()
// 测试元注解
public class Test02 

    @MyAnnotation_Target()
    public void test()

    


// 定义一个注解
// Target 表示我们的注解可以用在哪些地方
@Target(value = ElementType.METHOD, ElementType.TYPE)
@interface MyAnnotation_Target

定义一个注解
Target 表示我们的注解可以用在哪些地方

@Target(value = ElementType.METHOD, ElementType.TYPE)
@interface MyAnnotation_Target

Retention 表示我们的注解在什么地方还有效
runtime > class > sources

@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotaion_Retention

@Documented 表示是否将我们的注解生成在JAVAdoc中

@Documented
@interface MyAnnotation_Documented

@Inherited 子类可以继承父类的注解

@Inherited
@interface MyAnnotation_Inherited

4、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

package com.blb.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

// 自定义注解
public class Test03 

    // 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
    @MyAnnotation(age = 18)
    public void test() 

    @MyAnnotation3("华科")
    public void test2()


@Target(ElementType.TYPE, ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation
    // 注解的参数 : 参数类型 + 参数名();
    String name() default "";
    int age() default 0;
    int id() default -1;    // 如果默认值为-1，代表不存在，indexof，如果找不到就返回-1
    String[] schools() default "华中科技大学", "清华大学";


@Target(ElementType.TYPE, ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3
    String value();

反射机制

静态 VS 动态语言

动态语言：

是一类在运行时就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他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构

主要动态语言：Object-C、C#、javascript、php、Python等。

<button onclick="f()"></button>
<script>
    function f() 
        var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)";
        eval(x)	// 显示8
    
</script>

静态语言：

与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。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的动态性让编程的时候更加灵活！

Java Reflection

Reflection（反射）是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection
API取得任何类的内部信息，并能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。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射

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
…

Java反射优点和缺点

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，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作。

反射相关的主要API

java.lang.Class：代表一个类
java.lang.reflect.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
…

package com.blb.reflection;

// 什么叫反射
public class Test01 extends Object 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException 
        // 通过反射获取类的Class对象
        Class c1 = Class.forName("com.blb.reflection.User");
        System.out.println(c1);     // class com.blb.reflection.User

        // 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
        Class c2 = Class.forName("com.blb.reflection.User");
        System.out.println(c2);     // class com.blb.reflection.User
        Class c3 = Class.forName("com.blb.reflection.User");
        System.out.println(c3);     // class com.blb.reflection.User
        Class c4 = Class.forName("com.blb.reflection.User");
        System.out.println(c4);     // class com.blb.reflection.User

    


// 实体类 : pojo, entity
class User
    private int id;
    private String name;
    private int age;

    public int getId()         return id;    

    public void setId(int id)         this.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;    

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

Class类（由JVM创建）

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（Java的运行环境）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/[] ）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Class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，唯有先获得想应的Class对象
在object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承
public final Class getClass()
以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称

Class类的常用方法

方法名	功能说明
static ClassforName(String name)	返回指定类名name的Class对象
Object newInstance()	调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName()	返回此Class对象表示的实体（类，接口，数组类或void）的名称
Class getSuperClass()	返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getinterfaces()	获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors()	返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMothed(String name, Class… T)	返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields()	返回一个Field对象的一个数组

获取Class类的实例

1、若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高

Class clazz = Person.class;

2、已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

Class clazz = person.getClass();

3、已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException

Class clazz = Class.forName("demo01.Student");

4、内置基本数据类型可以直接用类名.Type

5、还可以利用ClassLoader我们之后讲解

package com.blb.reflection;

public class Test02 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException 
        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是: "+person.name);

        // 方式一: 通过对象获得
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());  // 1735600054

        // 方式二: forName获得
        Class c2 = Class.forName("com.blb.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());  // 1735600054

        // 方式三: 通过类名.class获得
        Class c3 =  Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());  // 1735600054

        // 方式四: 通过内置类型的包装类都有一个Type属性
        Class c4 =  Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);     // int

        // 获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);     // class com.blb.reflection.Person
    


class Person
    public String name;

    public Person()     

    public Person(String name)     this.name = name;    

    public String getName()      return name;    

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

    @Override
    public String toString() 
        return "Person" +
                "name='" + name + '\\'' +
                '';
    


class Student extends Person
    public Student()
        super();
        this.name = "学生";
    


class Teacher extends Person
    public Teacher()
        this.name = "老师";

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

package com.blb.reflection;

import java.lang.annotation.ElementType;

// 所有类型的Class对象
public class Test03 
    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);     // class java.lang.Object
        System.out.println(c2);     // interface java.lang.Comparable
        System.out.println(c3);     // class [Ljava.lang.String;
        System.out.println(c4);     // class [[I
        System.out.println(c5);     // interface java.lang.Override
        System.out.println(c6);     // class java.lang.annotation.ElementType
        System.out.println(c7);     // class java.lang.Integer
        System.out.println(c8);     // void
        System.out.println(c9);     // class java.lang.Class

        // 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());    // 1735600054
        System.out.println(b.getClass().hashCode());    // 1735600054

Java内存分析

堆：
- 存放new的对象和数组
- 可以被所有的线程共享，不会存放别的对象引用
栈：
- 存放基本数据类型（会包含这个基本类型的具体数值）
- 引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
方法区：
- 可以被所有的线程共享
- 包含了所有的class和static变量

了解：类的加载过程

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

类的加载与ClassLoader的理解

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类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题
- 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：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程
初始化：
- 执行类构造器<clinit>方法的过程（JVM做了这个过程）。类构造器<clinit>()方法是由编译期自动收集类中所有类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，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
- 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步.

package com.blb.reflection;

public class Test04 
    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
	// 静态代码块只在类加载的时候执行 
    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");

什么时候会发生类初始化

类的主动引用（一定会发生类的初
以上是关于Java注解和反射的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

java 注解基本原理编程实现

Java反射反射与注解

Java反射和注解基础

Java中的注解和反射

Java学习注解和反射超详细笔记

Java注解和反射以及MyBatis使用注解开发