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JavaSE-05(注解与反射)注解与反射

注解与反射

注解(annotation)

介绍

注解(Annotation)是JDK5.0开始引入的新技术

//什么是注解
public class Test01 extends Object {
    @Override //表示重写的注解
    public String toString() {
        return super.toString();
    }
}

注解的作用

  1. 可以对程序作出解释(这点和一般注释【comment】没什么区别)
  2. 注解可以被程序(如: 编译器 )读取,即 注解是给编译器看的。
  3. 注解有检查和约束的作用,规范代码的书写,否则编译器会生成错误信息

注解的格式:

注解是以 “@注释名” 的形式在代码中存在的,还可以添加一些参数值, 如:

@SuppressWarnings(value="unchecked")

注解可以在哪里使用

注解可以添加在package, class, method ,field等的上面,相当于给它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

注解的分类:

  • 内置注解
  • 元注解
  • 自定义注解

内置注解

  1. @Override: 定义在java.lang.Override中,此注解只能修饰方法,表示一个方法声明打算重写父类中的方法。 
    • @Override //表示重写的注解,重写父类的toString方法
public String toString() {
    return super.toString();
}
  2. @Deprecated: 定义在java.lang.Deprecated中,此注解可以修饰方法,属性,类等，表示不鼓励程序员使用加上了这个注解的元素;通常是因为它很危险或者存在更好的选择。 
@Deprecated //表示不推荐被使用的注解
     public static void test(){
         System.out.println("加上了@Deprecated注解方法");
     }
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3. @SuppressWarnings: 定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时弹出的警告信息,这个注解需要添加一个参数才能正确使用,而这些参数都是已经定义好的,我们选择性的使用即可。

  • @SuppressWarnings("all")
@SuppressWarnings("unchecked")
@SuppressWarnings(value={"unchecked","deprecation"})
......
           
  • @SuppressWarnings("all") //表示镇压所有的警告信息
public void test2(){
    List list = new ArrayList<>();
}
  • 未使用镇压警告信息鼠标移到元素上会自动显示警告信息
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  • 加上镇压的注解后,警告信息都会被镇压,元素不再显示警告信息
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元注解(meta-annotation)

元注解的作用就是负责注解其它的注解,属于注解的注解。

Java在java.lang.annotation包中定义了4个标准的meta-annotation类型,它们被用来提供对其它annotation类型作说明。

  • @Target: 用来描述注解的可作用范围(即:被定义的注解 可以被用在哪些地方)
    • 注: ElementType是一个枚举类,其中已定义了各个作用范围字段名
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    • @Target应用示例: 传递一个参数,如下图:
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    • @Target应用示例: 传递一个参数数组
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  • @Retention: 用来描述需要在什么级别保存该注解信息(即: 用于描述注解的生命周期)(自定义的注解一般定义为RUNTIME)
    • 注: RetentionPolicy是一个枚举类,其中已定义了各个字段名,且RUNTIME > CLASS > SOURCE
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    • @Retention应用示例:如下图:
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  • @Documented: 说明该注解将被包含在javadoc中。
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  • @Inherited: 说明子类可以继承父类中的该注解。
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自定义注解

格式: public @interface 注解名 {定义的内容}

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

在自定义注解中:

  • 其中的方法形式,实际上代表的是声明了一个配置参数,不是指代真正的方法
  • 方法的名称就是参数的名称。
  • 返回值就是参数的类型(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,则调用注解时不用写参数名。
  • 注解元素必须要有值,定义注解元素时,经常使用空字符串/0作为默认值。 
//调用自定义注解
@MyAnnotation2(age=20)
public class Test03 {
    @MyAnnotation2(age=20)
    @MyAnnotation3("直接写参数值") //由于注解中参数名定义为value,这里可以直接写参数值
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("test");
    }

}

//自定义注解(一般要在自定义的注解上面书写@Targe和@Retention等元注解)
@Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD}) //设置注解的作用域是 类和方法
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    //书写注解参数的格式: 参数类型 + 参数名()
    String name() default "";
    int age();
    int id() default -1; //如果默认值为-1,代表不存在

    String[] schools() default {"Carson","SZ University"};
}

//自定义注解(一般要在自定义的注解上面书写@Targe和@Retention等元注解)
@Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD}) //设置注解的作用域是 类和方法
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
    //若只有一个参数,参数建议命名为value
    //这样调用这个注解时,可以不写参数名,直接写参数值
    String value();
}

反射机制(Reflection)

概述

动态类型语言：在运行期进行类型检查的语言，也就是在编写代码的时候可以不指定变量的数据类型，如 Python

静态类型语言：它的数据类型是在编译期进行检查的，也就是说变量在使用前要声明变量的数据类型，这样的好处是把类型检查放在编译期，提前检查可能出现的类型错误，如 Java

强类型语言: 一个变量不经过强制转换，它永远是这个数据类型，不允许隐式的类型转换。即：如果定义了一个double类型变量a,不经过强制类型转换那么程序int b = a无法通过编译。典型代表是Java。

弱类型语言：它与强类型语言定义相反,允许编译器进行隐式的类型转换，典型代表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
  • Java利用 反射机制 获得类似动态语言的特性,让编程时更加灵活!
  • 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间借助于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和方法。
  • 加载一个类示例:
  • 加载完类后,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。这个对象就像一面镜子,透过这个镜子可以看到类的结构,所以,形象的称之为: 反射。
  • 对象照镜子后可以得到的信息: 某个类的属性,方法,构造器,实现了哪些接口。
  • 所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解: 即通过对象反射求出类的名称。

JavaSE-05(注解与反射)注解与反射

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反射的优点和缺点

  • 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让它满足我们的要求。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
  • …

获得反射对象示例

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    //通过反射获取类的Class对象
    Class c1 = Class.forName("com.carson.reflection.User");
    System.out.println(c1);

    //验证 一个类只有一个Class对象
    Class c2 = Class.forName("com.carson.reflection.User");
    Class c3 = Class.forName("com.carson.reflection.User");
    Class c4 = Class.forName("com.carson.reflection.User");
    //一个类被加载后,类的整个结构都会被封装在Class对象中
    System.out.println(c2.hashCode());
    System.out.println(c3.hashCode());
    System.out.println(c4.hashCode());
}
}

Class类

  • 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)的有关信息

Class类的特点:

  • 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对象所生成。
  • 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(反射)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。
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Class类的常用方法：

方法名 功能说明
static Class forName(String name) 返回指定完整类名name的Class对象
Object newInstance() 调用无参构造函数,动态创建类的对象
getName() 返回此Class对象所表示的实体的名称
Class getSuperClass() 返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getInterfaces() 返回当前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 getMethod(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Field对象的一个数组

获取Class类的实例对象的方式:

  1. 若已知具体的类和类名,通过类的class属性获取,该方法最为安全可靠,程序性能最高。如下:
  2. 若已知某个类的实例,调用该类的实例对象的getClass()方法获取Class对象,如下
  3. 若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,注意需抛出ClassNotFoundException,如下:
  4. 若是内置的基本数据类型的包装类型,可以直接使用：类名.TYPE，如下: 
    • class c = Integer.TYPE

测试代码:

//测试Class类的创建方式有哪些
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());

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

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

        //方式四：基本数据类型的包装类型的TYPE属性获得
        Class c4  = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

        //获得父类的Class对象
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}
class Person{
    public 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 = "老师";
    }
}
  1. 利用ClassLoader

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

测试代码:

//所有类型的Class
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;// 基本数据类型的包装类
        Class c8 = void.class;// void类型
        Class c9 = Class.class; // Class类

        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,就是同一个Class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());
    }
}

类加载

类的加载内存分析

Java的基本内存情况：

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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, 如下图:

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  • 加载: java程序经过javac编译后会生成class字节码文件,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。【故Class对象只能获取】
  • 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)分配内存并设置变量的默认初始值,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(即常量名)替换为直接引用(真实地址)
  • 初始化:
    • 执行类构造器 " ()"方法。类构造器 " ()"方法是由编译期自动收集类中所有类变量(static)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" ()"方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

示例代码:

//类是怎么加载的
public class Test10 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);

        /*
            1：类的class文件加载到内存,会产生一个类Class对象
            2：链接,连接结束后m初始化为0
            3：<clinit>()方法初始化
                      <clinit>(){
                            System.out.println("A类静态代码块的初始化!");
                            m = 300;
                            m = 100;
                      }
                      //最终
                      m = 100;
        * */
    }
}

class A{

    /*
        加载顺序: 静态代码块(优先级最高)---> 构造方法
    * */

    static{
        System.out.println("A类静态代码块的初始化!");
        m = 300;
    }
    static int m = 100;


    public A(){
        System.out.println("A类的无参构造器初始化!!");
    }
}
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什么时候会发生类初始化

  • 类的主动引用 (一定会发生类的初始化)
    • 当虚拟机启动,先初始化Main方法所在的类
    • new一个类的对象
    • 调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法
    • 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
    • 当初始化一个类,如果其父类没有被初始化,则会先初始化它的父类。
  • 类的被动引用 (不会发生类的初始化)
    • 当访问一个静态域(static)时,只有真正声明这个静态域(static)的类才会被初始化。如: 当通过子类对象引用父类的静态变量,不会导致子类初始化。
    • 通过数组定义类引用,不会触发此类的初始化。
    • 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 )

示例代码:

//测试类什么时候被初始化
public class Test11 {
    //当虚拟机启动,先初始化Main方法所在的类
    static{
        System.out.println("Main方法所在的类被加载!");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //主动引用(会产生类的初始化)  new一个类的对象
        Son son = new Son();

        //反射也会产生主动引用     使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
        Class.forName("com.carson.reflection.Son");

        //被动引用(不会产生类的初始化)  当通过子类对象引用父类的静态变量
        System.out.println(Son.b);

        //被动引用(不会产生类的初始化) 通过数组定义类引用
        Son[] array = new Son[5];

        //被动引用(不会产生类的初始化)  引用常量
        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("字类被加载!");
        m = 300;
    }
    static int m = 100;
    static final int M = 1;
}

类加载器的作用

  • 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(即:缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。
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  • 类加载器的作用是用来把类(class)装载进内存的。

类加载器的类型

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/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。该加载器无法通过程序直接获取。
  • 扩展类加载器: 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: 负责java -classpath或-D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作库,是最常用的加载器,常用来加载我们自己编写的类。

测试代码:

//获取各个类加载器
public class Test04 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //获取系统类的加载器(也叫ApplicationClassLoader)
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);

        //获取系统类加载器的父类加载器-->扩展类加载器
        ClassLoader extClassLoader = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(extClassLoader);

        //获取扩展类加载器的父类加载器-->根加载器(c/c++编写的,是程序获取不到的)
        ClassLoader rootClassLoader = extClassLoader.getParent();
        System.out.println(rootClassLoader);

        //测试当前类是由哪个类加载器加载的(即系统类的加载器,ApplicationClassLoader)
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.carson.reflection.Test04").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //测试Java的内置类是由哪个类加载器加载的(即 根加载器,是程序获取不到的)
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //获得系统类加载器可以加载的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

        /*C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\charsets.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\deploy.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\access-bridge-64. jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\localedata.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\mysql-connector-java-8.0.25.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\sunec.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\javaws.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\jce.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\jfr.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\jfxswt.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\jsse.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\management- agent.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\plugin.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\resources.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\rt.jar;
        D:\Code\java_WorkSpace\注解和反射\out\production\注解和反射;
        D:\SoftWare\JetBrains\IntelliJ IDEA 2020.1\lib\idea_rt.jar*/
    }
}

获取运行时类的完整结构

可通过反射获取运行时类的完整结构:

即: Field,Method,Constructor,Superclass,Interface,Annotation 等

  • 可获取实现的全部接口
  • 可获取所继承的父类
  • 可获取其全部的构造器
  • 可获取其全部的方法
  • 可获取其全部的Field
  • 可获取其注解
  • …

测试及说明的代码:

//通过类的Class对象,获取类的各种信息
public class Test05 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        //首先需要获取一个类的Class对象,这里以forName示例
        Class c = Class.forName("com.carson.reflection.User");

        //获得类的名字
        System.out.println(c.getName()); //获得 包名+类名
        System.out.println(c.getSimpleName());//获得类名

        //获得类的属性
        System.out.println("-------------------------");
        Field[] fields = c.getFields(); //只能找到public属性
        /*for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }*/
        Field[] declaredFields = c.getDeclaredFields(); //能找到全部的属性(包括private属性)
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }

        //获得指定的属性
        System.out.println("-------------------------");
        Field name = c.getField("carson");//获得指定的任何一个public属性
        name = c.getDeclaredField("name");//获得指定的任何一个属性(包括private属性)
        System.out.println(name);

        //获得类的方法
        System.out.println("-------------------------");
        Method[] methods = c.getMethods(); //获得本类及其父类的全部public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods: "+method);
        }
        Method[] declaredMethods = c.getDeclaredMethods(); //获得本类的所有方法(包括private类型的方法)
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods: "+declaredMethod);
        }

        //获得指定的方法(若方法带有参数,格式：参数类型.class )
        System.out.println("-------------------------");
        Method getName = c.getMethod("getName"); //只能获取任意的public类型的方法
        Method test = c.getDeclaredMethod("test", null);//能获取任意类型的方法(包括private类型)
        Method setName = c.getMethod("setName", String.class);//只能获取任意的public类型的方法
        Method test1 = c.getDeclaredMethod("test", int.class);//能获取任意类型的方法(包括private类型)
        System.out.println(getName);
        System.out.println(test);
        System.out.println(setName);
        System.out.println(test1);

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

        //获得指定的构造器
        System.out.println("-------------------------");
        Constructor declaredConstructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println(declaredConstructor);
        /*
            总结: 不带有declared的方法只能获得public类型的数据
                 带有declared的方法能获得所有类型的数据(包括private)
        * */
    }
}
  • 在实际的开发中,获得类的信息的操作代码,并不会经常开发。
  • 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用,反射机制
  • 需要知道如何取得属性,方法,构造器等信息的方法。

有了Class对象,能做什么?

创建类的实例对象

  1. 利用类的Class对象的newInstance()方法【无参构造器方法】
    1. 前提: 类必须要有一个无参构造器
    2. 前提: 类的构造器的访问权限需要足够 
    3. //动态的创建对象,通过反射
    //1: 获得Class对象
Class c = Class.forName("com.carson.reflection.User");
    //2: 创建一个对象
User user = (User)c.newInstance();//本质是调用了类的无参构造器
System.out.println(user);
  2. 通过类的Class对象获得有参构造器,通过有参 构造器实例化对象。【有参构造器方法】,步骤如下:
    1. 通过类的Class对象的getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes)取得指定的有参构造器。
    2. 向构造器的形参中传递参数,里面包括了构造器中所需的各个参数。
    3. 通过Constructor实例化类的对象 
    4. //动态的创建对象,通过反射
    //1: 获得Class对象
Class c = Class.forName("com.carson.reflection.User");
    //2: 通过构造器创建对象
Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user2 = (User)constructor.newInstance("Carson", 1, 21);
System.out.println(user2);

调用指定的方法和属性

通过反射,调用类中的方法,通过Method类完成。步骤如下:

  1. 通过Class类的getMethod(String name,Class… parameterTypes)方法取得一个Method对象,并设置此方法操作时所需要的参数类型。
  2. 再使用Object invoke(Object object,Object[] args)方法进行调用,并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
JavaSE-05(注解与反射)注解与反射

Object invoke(Object obj,Object… args)方法说明:

  • Object对应原方法的返回值,若原方法无返回值,此时返回null.
  • 若原方法为静态方法,此时形参Object obj可为null(因为静态方法不需要对象)
  • 若原方法形参列表为空,则Object[] args为null
  • 若原方法权限声明为private,则需要在调用此invoke()方法前,显式调用方法对象的setAccessible(true)方法,将可访问private类型的方法【关闭权限安全检测】

setAccessible()方法说明:

  • 无论是Method和Field，Constructor等对象都有setAccessible()方法
  • setAccessible作用是启动或禁用访问安全检查的开关。
  • 参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查
    • 可以提高反射的效率。如果代码中必须用反射,而该句代码频繁地被调用,那么请设置为true.
    • 使得原本无法访问的私有成员也可以访问。
  • 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。

示例代码:

//通过反射调用指定方法
	//获得Class对象
Class c = Class.forName("com.carson.reflection.User");
	//动态创建一个对象
User user = (User)c.newInstance(); //user.setName("Carson's Blog");
	//通过反射获取一个方法
Method setName = c.getDeclaredMethod("setName", String.class);
	//方法激活使用,格式: invoke(对象,方法的值)
setName.invoke(user,"Carson's Blog");
System.out.println(user.getName());

//通过反射操作属性
System.out.println("---------------------------");
User user1 = (User)c.newInstance();
Field name = c.getDeclaredField("name");
	//不能直接操作私有属性
	//需要关闭程序的安全检测
name.setAccessible(true);
	//格式: set(对象,赋给属性的值)
name.set(user1,"user1");
System.out.println(user1.getName());

性能对比分析:

//分析性能问题
public class Test07 {
    //普通方式调用
    public static void test01(){
        User user = new User();
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            user.getName();
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("普通方式调用执行时间:"+(endTime-startTime)+"ms");
    }
    //反射方式调用
    public static void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c = user.getClass();

        Method getName = c.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("反射方式调用执行时间:"+(endTime-startTime)+"ms");
    }

    //反射方式调用,关闭安全检测
    public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c = user.getClass();

        Method getName = c.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("反射方式调用且关闭检测的执行时间:"+(endTime-startTime)+"ms");
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}

获取泛型信息

  • Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的,确保数据的安全性和免去强制类型转换问题,但是,一旦编译完成,所有和泛型有关的类型全部擦除
  • 为了通过反射操作这些类型,Java新增了ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型。
  • ParameterizedType: 表示一种参数化类型,比如Collection
  • GenericArrayType: 表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
  • TypeVariable:是各种类型变量的公共父接口
  • WildcardType: 代表一种通配符类型表达式

示例代码:

//通过反射获取泛型
public class Test08 {
    public void test01(Map<String,User> map, List<User>list){
        System.out.println("test01!");
    }

    public Map<String,User> test02(){
        System.out.println("test02!");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        //反射获取test01方法
        Method method = Test08.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        //获取方法的泛型参数
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println(genericParameterType);
            //获取泛型参数中具体的泛型变量类型
            if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }
        //反射获取test02方法
        System.out.println("---------------------------------------");
        method = Test08.class.getMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        //获取泛型参数中具体的泛型变量类型
        if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

获取注解信息

示例代码:

//练习反射操作注解
public class Test09 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        //获取类的Class对象
        Class c = Class.forName("com.carson.reflection.Student2");

        //通过反射获得类的注解
        Annotation[] annotations = c.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }

        //获得指定的注解的value的值
        TableCarson tableCarson = (TableCarson)c.getAnnotation(TableCarson.class);
        String value = tableCarson.value();
        System.out.println(value);

        //获得指定属性注解的值
        System.out.println("------------------------------");
        Field id = c.getDeclaredField("id");
        FieldCarson annotation = id.getAnnotation(FieldCarson.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());


    }

}

@TableCarson("db_student2")
class Student2{
    @FieldCarson(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @FieldCarson(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @FieldCarson(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String name;

    public Student2() {
    }

    public Student2(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

//自定义类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableCarson{
    String value();
}

//自定义属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldCarson{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

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JavaSE java java注解 Java反射 经验分享
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