Java反射與注解

能夠分析類能力的程式稱為反射(reflective)，代碼的這種能力稱為"自省"。反射機制的功能極其強大，反射機制可以用來：

在運作時分析類的能力

在運作時檢視對象，例如，編寫一個toString方法供所有類使用

實作通用的數組操作代碼

利用Method對象，這個對象很像C++中的函數指針

在程式運作期間，Java運作時系統為所有對象維護一個被稱為運作時的類型辨別。虛拟機利用運作時類型資訊選擇相應的方法執行。

然而，可以通過專門的Java類通路這些資訊。儲存這些資訊的類被稱為Class，這個名字很容易讓人混淆。Object類中的getClass()方法将會傳回一個Class類型的執行個體。最常用的Class方法是getName，擷取類的名字。

如果類在一個包裡，包的名字也作為類名的一部分：

還可以調用靜态方法forName獲得類名對應的Class對象。

獲得Class類對象的第三種方法，如果T是任意的Java類型（或void關鍵字），T.class将代表比對的類對象。

注意：Class對象實際上表示的是一個類型，而這個類型未必一定是一種類。例如，int不是類，但int.class是一個Class類型的對象。

虛拟機為每個類型管理一個Class對象。是以，可以利用==運算符實作兩個類對象比較的操作。例如：

還有一個很有用的方法newInstance()，可以用來動态建立一個類的執行個體，例如，

建立了一個與e具有相同類類型的執行個體。newInstance方法調用預設的構造器（沒有參數的構造器）初始化新建立的對象。如果這個類沒有預設的構造器，就會抛出一個異常。（注意：要求我們除非強制要求建立對象是必須實作帶參數的，否則一般會在實作帶參構造函數的同時，實作無參預設構造函數。）

将forName與newInstance配合起來使用，可以根據存儲在字元串中的類名建立一個對象。

注意：在JDK9以後newInstance() 廢棄，@Deprecated(since="9")，替換為，

反射的用處之一在于：可以不在編譯期用import導入需要的類或在maven中寫下需要的jar包，而在運作期通過類名建立需要的類，如下：

反射機制最重要的内容——檢查類的結構。

在java.lang.reflect包中有三個類Field、Method、Constructor分别用于描述類的域、方法和構造器。

Class類中的getFields、getMethods和getConstructors方法将分别傳回類提供的public域、方法和構造器數組，其中包括超類的公有成員。Class類的getDeclareFields、getDeclareMethods和getDeclaredConstuctors方法分别傳回類中聲明的全部域、方法和構造器，其中包括私有和受保護成員，但不包括超類的成員。另外，還可以利用Modifier.toString方法将修飾符列印出來。

如果知道想要檢視的域名和類型，檢視指定的域是一件很容易的事情。而利用反射機制可以檢視編譯時還不清楚的對象域。

反射機制的預設行為受限于Java的通路控制。然而，如果一個Java程式沒有受到安全管理器的控制，就可以覆寫通路控制。為了達到這個目的，需要調用Field、Method或Constructor對象的setAccessible方法。

setAccessible方法是AccessibleObject類中的一個方法，它是Field、Method和Construct類的公共超類。這個特性是為調試、持久存儲和相似機制提供的。

java.lang.reflect包中的Array類允許動态地建立數組。

Arrays的copyOf方法，可以用于擴充已經填滿的數組

如何編寫一個通用的方法呢？正好能夠将Employee[]數組轉換成Object[]數組。

然而，在實際使用結果數組時會遇到一個問題。這段代碼傳回的數組類型是對象數組(Object[])類型，這是由于使用下面這行代碼建立的數組：

一個對象數組不能轉換成雇員數組(Employee[])。如果這樣做，運作時Java将會産生ClassCastException異常。前面已經看到，Java數組會記住每個元素的類型，即建立數組時new表達式中使用的元素類型。将一個Employee[]臨時地轉換成Object[]數組，然後再将它轉換回來是可以的，但一個從開始就是Object[]的數組卻永遠無法轉換成Employee[]數組。

使用java.lang.reflect包中的Array類，可以實作這個我們的目的。

這個goodCopyOf方法可以用來擴充任意類型的數組，而不僅是對象數組。

為了實作上述操作，應該将goodCopyOf參數聲明為Object類型，而不要聲明為對象型數組(Object[])。整型數組類型int[]可以被轉換成Object，但不能轉換成對象數組。

在C和C++中，可以從函數指針執行任意函數。從表面上看，Java沒有提供方法指針，即将一個方法的存儲位址傳給另外一個方法，以便第二個方法能夠随後調用它。事實上，Java設計者曾說過：方法指針是很危險的，并且常常帶來隐患。他們認為Java提供的接口(interface)是一種更好的解決方案。然而，反射機制允許你調用任意方法。為了能夠看到方法指針的工作過程，先回憶一下利用Field類的get方法檢視對象域的過程。與之類似，在Method類中有一個invoke方法，它允許調用包裝在目前Method對象中的方法。invoke方法的簽名是:

對于靜态方法，第一個參數可以被忽略，即可以将它設定為null。

假設m1代表Employee類的getName方法，m2代表Employee的getSalary方法。

如何獲得Method對象？

下面說明了如何獲得Emplopyee類的getName方法和raiseSalary方法的方法指針。

建議僅在必要的時候才使用Method對象，而最好使用接口以及Java SE 8中的lambda表達式。建議Java開發者不要使用Method對象的回調功能。使用接口進行回調會使得代碼執行速度更快，更易維護。

注解是那些插入到源代碼中使用其他工具可以對其進行處理的标簽。這些工具可以在源碼層次上進行操作，或者可以處理編譯器在其中放置了注解的類檔案。

注解不會改變程式的編譯方式。Java編譯器對于包含注解和不包含注解的代碼會生成相同的虛拟機指令。

為了能夠受益于注解，你需要選擇一個處理工具，然後向你的處理工具可以了解的代碼中插入注解，之後運用該處理工具處理代碼。

注解的使用範圍：

附屬檔案的自動生成，例如部署描述符或bean資訊類

測試、日志、事務語義等代碼的自動生成

每個注解都必須通過一個注解接口進行定義。這些接口中的方法與注解中的元素相對應。例如，JUnit的注解Test可以用下面這個接口定義：

@interface聲明建立了一個真正的Java接口。處理注解的工具将接收那些實作了這個注解接口的對象。這類工具可以調用timeout方法來檢索某個特定Test注解的timeout元素。

注解Target和Retention是元注解。它們注解了Test注解，即将Test注解辨別成一個隻能運用到方法上的注解，并且當類檔案載入到虛拟機的時候，仍可以保留下來。

注解接口中的元素聲明實際上是方法聲明。一個注解接口的方法不能有任何參數和任何throws語句，并且它們也不能是泛型的。注意：一個注解元素永遠不能設定為null，甚至不允許其預設值為null。這樣在實際應用用會相當不友善。你必須使用其他的預設值，例如""或者Void.class

Java SE在java.lang.annotation和javax.annotation包中定義了大量的注解接口。其中四個是元注解，用于描述注解接口的行為屬性，其他的三個是規則接口，可以用它們來注解你的源代碼中的項。

＠Deprecated注解可以被添加到任何不再鼓勵使用的項上。是以，當你使用一個已過時的項時，編譯器将會發出警告。這個注解與Java文檔标簽@deprecated具有同等功效。

@SuppressWarning注解會告知編譯器阻止特殊類型的警告資訊，例如，

@PostConstruct和@PreDestroy注解用于控制對象生命周期的環境中，例如Web容器和應用伺服器。标記了這些方法應該在對象被建構之後，或者在對象被移除之前，緊接着調用。

@Resource注解用于資源注入。在Web應用中，可以像下面這樣引用資料源：

＠Generated注解的目的是供代碼生成工具來使用。任何生成的源代碼都可以被注解，進而與程式員提供的代碼區分開。

@Target 元注解可以應用與一個注解，以限制該注解可以應用到哪些項上

@Rentention元注解用于指定一條注解應該保留多長時間。

@Documented 注解為像Javadoc這樣的歸檔工具提供了一些提示。

@Inherited元注解隻能應用于對類的注解。如果一個類具有繼承注解，那麼它的所有子類都自動具有同樣的注解。

利用代理可以在運作時建立一個實作了一組給定接口的新類。這種功能隻有在編譯時無法确定需要實作哪個接口時才有必要使用。