B站狂神说Java笔记-注解和反射

Posted 2021-09-01 闲言_

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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B站狂神说Java笔记-注解和反射相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

狂神视频地址

https://www.bilibili.com/video/BV1p4411P7V3?p=1

1.什么是注解？

1.Annotation 是从JDK 5.0开始引入的新技术

2.Annotation的作用：
不是程序本身，可以对程序作出解释（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

3.Annotation 的格式
注解是以“@注释名”在代码中存储在的，还可以添加一些参数值，例
如果：@SuppressWarnings（value=“unchecked”）.

4.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实现对这些元数据的访问

注解和注释还是有很多相似的，比如他们都有个“注”，注释是给人看的，注解也是给人看的，但是它多了个“解”字。这个“解”是给程序来解释，这是一个区别。
java.Annotation

2.内置注解

1.@Override：
定义在java.lang.Override 中，此注解只使用于修辞方法，表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法声明。

2.@Deprecated：
定义在java.lang.Deprecated中，此注解，可以用于修辞方法、属性、类、表示不鼓励程序员使用这样的元素，同时是因为它很危险或者存在更好的选择。（一般来说表示废弃了的方法、或者类等等）

3.@SuppressWarnings：
定义在java.lang.SuppressWarings 中，用来抑制编译时的警告信息，
与前两个注解有所不同，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
@SuppressWarnings（“all”）
@SuppressWarnings（“unchecked”）
@SuppressWarnings（value={“unchecked”，“deprecation”}）
等等

用于镇压警告

3.元注解

元注解的作用就是负责注解其他注解，Java定义了四个标准的meta-annotation类型，它们被用来提供对其他annotation 类型做说明。

这些类型和它们锁支持的类在java.langannotation 包中可以找到（@Target，@Retention，@Documented，@Inherited）

1.@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）

2.@Retention：表示需要在什么级别保存该注解信息，用于描述注解的生命周期
（SOURCE（源代码）《 CLASS（字节码）《 RUNTIEM（运行时））

3.@Document：说明该注解将被包含在javadoc中

4.@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 自定义注解是，自动继承了 java.lang.annotation.Annotation接口

分析：
1.@Interited 用来声明一个注解，格式：public @ interface 注解名{ 定义内容 }
2.其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数
3.方法的名称就是参数的名称
4.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）。
5.可以通过default 来声明参数的默认值
6.如果只有一个参数成员，一般参数名为value
7.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

案例1：有多个值，多个不同的类型，有默认值

案例2：只有一个值
如果注解只有一个值，可以使用value命名，可以在调用的使用省略value

如果只有一个值，但其名称不是value，则不能省略

5.Java反射概述

动态 VS 静态语言

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。

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。（写出来的代码编译成.class之后就不能变了）

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

1.在运行时判断任意一个对象所属的类
2.在运行时构造任意一个类的对象
3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
4.在运行时获取泛型信息
5.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
6.在运行时处理注解
7.生成动态代理

反射优缺点

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

6.Class 类

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 native 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。

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/门)的有关信息。

1.Class本身也是一个类
2.Class对象只能由系统建立对象
3.一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
4.一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
5.每个类的实例都会记得自己是由哪个Class 实例所生成
6.通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
7.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 类的常用方法

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");

练习

package cn.bloghut.reflection;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Test03
 * @description 测试Class类的创建方式有哪些
 * @date 2021/7/31 17:21
 */
public class Test03 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是："+person.name);

        //方式1：通过对象获得
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());

        //方式2. forname 获取
        Class c2 = Class.forName("cn.bloghut.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

        //方式3. 通过类名.class 获得
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());

        //方式4：基本内置类型的包装类都有一个Type 属性
        Class<Integer> c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

        ///获得父类类型
        Class superclass = c1.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);


    }

}

class Person {
    String name;

    public Person() {
    }

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

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

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

class Teacher extends Person {
    public Teacher() {
        this.name = "学生";
    }
}

7.哪些类型可以有Class 对象？

1.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。
2.interface:接口
3.[] ：数组
4.enum:枚举
5.annotation:注解 @interface
6.primitive type ：基本数据类型
7.void

package cn.bloghut.reflection;

import java.lang.annotation.ElementType;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Test04
 * @description 测试所有类型的Class
 * @date 2021/7/31 17:30
 */
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        //类
        Class c1 = Object.class;
        //接口
        Class c2 = Comparable.class;
        //一维数组
        Class c3 = String[].class;
        //二维数组
        Class c4 = int[][].class;
        //注解
        Class c5 = Override.class;
        //枚举
        Class c6 = ElementType.class;
        //基本类型
        Class c7 = Integer.class;
        //void
        Class c8 = void.class;
        // Class
        Class c9 = 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);

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

8.类加载与内存分析

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。

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.（获取，不能主动创建）

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。
1.验证: 确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题
2.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。
3.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:
1.执行类构造器()方法的过程。类构造器()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)。
2.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。
3.虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

9.什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)
1.当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
2.new一个类的对象
3.调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法
4.使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
5.当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类

类的被动引用(不会发生类的初始化)
1.当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。如:当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
2.通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
3.引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了)

代码测试

package cn.bloghut.reflection;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Test06
 * @description 测试类什么时候会初始化
 * @date 2021/7/31 18:15
 */
public class Test06 {
    static {
        System.out.println("main 类被加载");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1.主动引用
        //Son son = new Son();

        //2.反射也会产生主动引用
        //Class.forName("cn.bloghut.reflection.Son");

        //不会产生类的引用方法
        //System.out.println(Son.b);

        System.out.println(Son.M);

    }

}


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;
}

10.类加载器的作用

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的运行时数据结构，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

类加载器作用是用来把类（class）装载进内存的。JVM 规范定义了如下类型的类加载器。

引导类加载器:
用C++编写的，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:
负责jre/lib/ext目录下的jar包或-java.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作库。

系统类加载器:
负责java -classpath或-Djava.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，是最常用的加载器。

package cn.bloghut.reflection;

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Test07
 * @description TODO
 * @date 2021/7/31 18:48
 */
public class Test07 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //获取系统的类加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //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);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d

        //获取扩展类加载器的父类加载器->根加载器（C++）
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);//null

        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader c1 = Class.forName("cn.bloghut.reflection.Test07").getClassLoader();
        System.out.println(c1);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //测试JDK内部哪个加载器加载的
        ClassLoader c2 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(c2);//null
    }
}

创建运行时类的对象

通过反射获取运行时类的完整结构
Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation

1.实现的全部接口
2.所继承的父类
3.全部的构造器
4.全部的方法
5.全部的Field
6.注解

package cn.bloghut.reflection;

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

/**
 * @author by 闲言
 * @classname Test08
 * @description TODO
 * @date 2021/7/31 19:00
 */
public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class<?> c1 = Class.forName("cn.bloghut.reflection.User");

        //获得类的名称
        System.out.println(c1.getName());//获得包名+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 修饰的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        fields = c1.getDeclaredFields();//找到private 修饰的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

        //获取指定属性的值
        //Field name = c1.getField("name");报错
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name);

        //获得类的方法
        System.out.println("==========================");
        Method[] methods = c1.getMethods();//获取本类及父类的全部public 方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods（）："+method);
        }
        System.out.println("==========================");
        methods = c1.getDeclaredMethods();//获取本类的所有方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods（）："+method);
        }
        System.out.println("==========================");
        //获取指定方法
        Method getName = c1.getMethod("getName");
        System.out.println(getName);

        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(setName);
        System.out.println("==========================");
        //获取指定的构造器
        Constructor<?>[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.printlnB站狂神说Java笔记-Java入门学习
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