Java基礎--註解、反射

来源:https://www.cnblogs.com/l-y-h/archive/2019/06/30/11111539.html
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一、註解（Annotation） 1、什麼是註解？ 從JDK5開始，Java增加了Annotation(註解)，Annotation是代碼里的特殊標記，這些標記可以在編譯、類載入、運行時被讀取，並執行相應的處理。 2、Annotation與註釋的區別： （1）Annotation不是程式本身，可以對 ...


一、註解（Annotation）

1、什麼是註解？

　　從JDK5開始，Java增加了Annotation(註解)，Annotation是代碼里的特殊標記，這些標記可以在編譯、類載入、運行時被讀取，並執行相應的處理。

2、Annotation與註釋的區別：

　　（1）Annotation不是程式本身，可以對程式進行解釋，此處可以理解為註釋。但是Annotation可以被其他程式（比如編譯器）讀取，併進行處理。
　　（2）註解與註釋最大的區別就是註解存在被處理的流程，即註解是會被程式處理的。

3、註解的格式：

　　（1）以 “@註釋名” 的形式在代碼中存在。
　　（2）註解可以附加在程式元素（ 包、類、構造器、方法、成員變數、參數、局域變數 ）上面，為其添加額外的輔助信息，可以通過反射機制訪問這些數據。
　　（3）Annotation不能運行，其只有成員變數，沒有方法。Annotation與public、final等修飾符地位類似，屬於程式元素的一部分，但不能作為程式元素使用。

4、常見註解：

　　（1）@Override
　　　　定義在java.lang.Override中，此註釋只用於修飾方法，表示重寫一個父類的方法。

【舉例：】
 @Override
 public String toString() {
     return "Hello";
}

　　（2）@Deprecated

　　　　定義在java.land.Deprecated中，此註釋可用於修飾方法、屬性、類，表示該方法、類、屬性不推薦使用（廢棄）。在方法、類、屬性上會有一條刪除線（形如toString()）。

【舉例：】
@Deprecated
public String toString() {
    return "TimerTaskDemo []";
}

　　（3）@SuppressWarnings
　　　　定義在java.lang.SuppressWarnings中，用來阻止編譯時的警告信息。其使用時需要設置參數。

【參數為：】
deprecation,使用了過時的類或方法的警告。
unchecked，執行了未檢查的轉換時的異常，比如集合未指定泛型。
fallthrough，當在switch語句發生case穿透時的警告。
path，當類路徑、源文件路徑不存在時的警告。
serial，可序列化類缺少serialVersionUID時的警告。
finally，任何finally不能完成時的警告。
all，以上所有警告。

【格式：】
@SuppressWarnings("all")
或者
@SuppressWarnings(value = { "serial", "unchecked" })

 

5、元註解：

　　（1）元註解的作用就是負責註解其他的註解。Java5.0定義了4個標準的meta-annotation類型，它們被用來提供對其它 annotation類型作說明。存在於java.lang.annotation中。

　　（2）元註解分類：
　　　　@Target
　　　　@Retention
　　　　@Documented
　　　　@Inherited

　　（3）@Target元註解：
　　　　用於描述註解的使用範圍。Annotation可被用於 packages、types（類、介面、枚舉、Annotation類型）、類型成員（方法、構造方法、成員變數、枚舉值）、方法參數和本地變數（如迴圈變數、catch參數）。在Annotation類型的聲明中使用了target可更加明晰其修飾的目標。

【格式：】
public @interface Target
{
  ElementType[] value();
}

【參數：ElementType】
CONSTRUCTOR:用於描述構造器
FIELD:用於描述成員變數
LOCAL_VARIABLE:用於描述局部變數
METHOD:用於描述方法
PACKAGE:用於描述包
PARAMETER:用於描述參數
TYPE:用於描述類、介面(包括註解類型) 或enum聲明

【舉例：】
@Target({java.lang.annotation.ElementType.TYPE, java.lang.annotation.ElementType.FIELD, java.lang.annotation.ElementType.METHOD, java.lang.annotation.ElementType.PARAMETER, java.lang.annotation.ElementType.CONSTRUCTOR, java.lang.annotation.ElementType.LOCAL_VARIABLE})

　　（4）@Retention元註解：
　　　　用於描述註解的聲明周期。某些Annotation僅出現在源代碼中，而被編譯器丟棄；而另一些卻被編譯在class文件中；編譯在class文件中的Annotation可能會被虛擬機忽略，而另一些在class被裝載時將被讀取（請註意並不影響class的執行，因為Annotation與class在使用上是被分離的）。使用這個meta-Annotation可以對 Annotation的“生命周期”限制。

【格式：】
public @interface Retention
{
  RetentionPolicy value();
}

【參數：RetentionPoicy】
SOURCE:在源文件中有效（即源文件保留）
CLASS:在class文件中有效（即class保留）
RUNTIME:在運行時有效（即運行時保留，可以通過反射機制讀取）

【舉例：】
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)

　　（5）@Documented元註解：
　　　　用於描述其它類型的annotation應該被作為被標註的程式成員的公共API，因此可以被例如javadoc此類的工具文檔化。Documented是一個標記註解，沒有成員。

　　（6）@Inherited元註解：
　　　　@Inherited 元註解是一個標記註解，@Inherited闡述了某個被標註的類型是被繼承的。如果一個使用了@Inherited修飾的annotation類型被用於一個class，則這個annotation將被用於該class的子類。
註意：
　　　　@Inherited annotation類型是被標註過的class的子類所繼承。類並不從它所實現的介面繼承annotation，方法並不從它所重載的方法繼承annotation。
　　　　當@Inherited annotation類型標註的annotation的Retention是RetentionPolicy.RUNTIME，則反射API增強了這種繼承性。如果我們使用java.lang.reflect去查詢一個@Inherited annotation類型的annotation時，反射代碼檢查將展開工作：檢查class和其父類，直到發現指定的annotation類型被髮現，或者到達類繼承結構的頂層。

 

6、自定義註解：

　　（1）自定義註解時，需要使用@interface用來聲明一個註解，其會自動繼承java.lang.annotation.Annotation介面。

【格式：】
public @interface 註解名 {定義體}
【或者：】
public @interface 註解名 {
  類型 value() default 預設值;   //這裡是參數，不是抽象方法。
}

其中定義體實質是聲明瞭一個配置參數（註：此處不是抽象方法）。
1、方法名指的是參數名。
2、返回值類型指的是參數的類型（只能為基本類型、Class、String、enum、Annotation類型、以及以上所有類型的數組）。
3、可以通過default來聲明參數的預設值。
4、如果只有一個參數，那麼參數名（方法名）一般為value。
5、只能使用public, default兩個許可權修飾符。　　

　　（2）方法：

判斷類或者方法是否有註解
    boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)

獲得註解對象
    <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass)  //獲取指定註解
    Annotation[] getAnnotations()  //獲取當前元素上的所有註解
【舉例：】
package com.test;

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Field;

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table {
    String value();
}

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldDemo {
    String columnName() default "";

    String type() default "";

    int length() default 10;
}

@Table("student")
class Student {
    @FieldDemo(columnName = "id", length = 10, type = "int")
    private int id;

    @FieldDemo(columnName = "name", length = 20, type = "varchar")
    private String name;

    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 class AnnotationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 獲取Student類的信息
            Class classDemo = Class.forName("com.test.Student");
            // Class<Student> classDemo = (Class<Student>)Class.forName("com.test.Student");
            System.out.println(classDemo); // 輸出class com.test.Student

            // 獲取當前元素上的所有註解,此時獲取的是@Table
            Annotation[] annotations = classDemo.getAnnotations();
            for (Annotation annotation : annotations) {
                System.out.println(annotation);
            } // 輸出@com.test.Table(value=student)

            // 直接獲取指定的某註解
            Table table = (Table) classDemo.getAnnotation(Table.class);
            System.out.println(table.value()); // 輸出student

            // 獲取類的屬性的註解
            Field field = classDemo.getDeclaredField("name");
            // 獲取指定註解
            FieldDemo fieldDemo = field.getAnnotation(FieldDemo.class);
            // 輸出name varchar 20
            System.out.println(fieldDemo.columnName() + " " + fieldDemo.type() + " " + fieldDemo.length());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

二、反射機制

1、什麼是反射？

　　JAVA反射機制指的是在運行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性；即這種動態獲取信息以及動態調用對象方法的功能稱為java語言的反射機制。
　　JAVA中與反射相關的類，放在java.lang.reflect包中。

2、Class類

　　Class對象包含了一個類的完整的結構信息。通過Class對象，可以對類進行操作，即為反射。
　　（1）規則：
　　　　Class類擁有泛型作為定義。
　　　　Class 類的實例表示正在運行的 Java 應用程式中的類和介面。
　　　　Class類沒有public構造方法。
　　　　Class對象是在載入類時由Java 虛擬機以及通過調用類載入器中的defineClass 方法自動構造的。
　　　　一個類只有一個Class對象。

　　（2）內置class實例（class對象）：

byte.class， short.class， int.class， long.class， 
char.class， float.class，  double.class， boolean.class， void.class.
註：
int.class != Integer.class  。
int.class == Integer.Type  。

　　（3）對於數組類型class實例：
　　　　每個數組屬於被映射為 Class 對象的一個類，所有具有相同元素類型和維數的數組都共用該Class 對象。

int[] a = new int[100];
int[] b = new int[10];
long[] c = new long[10];
int[][] d = new int[10][2];
System.out.println(a.getClass());//輸出class [I
System.out.println(b.getClass());//輸出class [I
System.out.println(c.getClass());//輸出class [J
System.out.println(d.getClass());//輸出class [[I
System.out.println(a.getClass() == b.getClass());//輸出true

　　（4）獲取Class實例的方法：

【方法1：】
根據傳入的參數動態裝載一個類，並且做類的初始化。
    Class.forName()方法

【方法2：】
獲得對象運行時所指的真正對象（多態的場合返回子類的類名）。
    Class.getClass() 方法

【方法3：】
JVM將使用類A的類裝載器，將類A裝入記憶體(前提是:類A還沒有裝入記憶體)，不對類A做類的初始化工作.返回類A的Class的對象。
    A.class屬性

　　（5）通過Class實例創建對象：

Class.newInstance()方法 。調用預設構造函數，獲得一個實例

Class.newInstance方法與new的區別
newInstance： 弱類型。低效率。只能調用無參構造。
new：強類型。相對高效。能調用任何public構造。

　　（6）常用方法：

【獲得構造器：】
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>...)  獲得指定構造方法
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()   　獲得所有構造方法（聲明順序）
Constructor<T> getConstructor(Class<?>...)   　獲得許可權為public的指定構造方法
Constructor<?>[] getConstructors()   　獲得許可權為public的所有構造方法

【獲得普通方法（成員方法）：】
Method[] getDeclaredMethods()   獲得該類中定義的所有方法(不包含父類繼承)
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)    根據該類中定義的指定方法(不包含父類繼承)
Method[] getMethods()  獲得許可權為public的所有的方法 (包含父類繼承)
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)    獲得許可權為public的指定的方法 (包含父類繼承)

【獲得屬性（成員變數）：】
Field[] getDeclaredFields()   獲得該類中定義的所有屬性（不包含繼承）
Field getDeclaredField(String name)獲得該類中定義的指定屬性(不包含繼承)
Field[] getFields()  獲得該類中所有public的屬性(包含繼承)
Field getField (String name)  獲得該類中指定的public屬性(包含繼承)

【獲得內部類：】
Class<?>[] getDeclaredClasses()  獲得所有內部類 (不包含繼承)
Class<?>[] getClasses()   獲得所有許可權為public的內部類（包含繼承）

【其他：】
Package getPackage()   獲得Package對象
String getName()     獲得類的全稱，即包名+類名
String getSimpleName()  獲得類的簡稱，即類名
Class<? super T> getSuperclass()  獲得繼承的類
Class<?>[] getInterfaces()  獲得實現的介面

　　（7）獲得構造器後，可以進行的操作

　　（8）獲得成員方法後，可以進行的操作

　　（9）獲得成員變數後，可以進行的操作

package com.test;

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

class Teacher {
    private String name;
    private int age;

    public Teacher() {
    }

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

    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;
    }
}

public class ReflectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 載入Teacher.class對象
            Class<Teacher> teacherClass = (Class<Teacher>) Class.forName("com.test.Teacher");

            // 獲取無參構造器，若Teacher類沒有無參構造方法，則會報錯
            Teacher teacher = teacherClass.newInstance();
            System.out.println(teacher + ", " + teacher.getName() + ", " + teacher.getAge());

            // 獲取有參構造器
            Constructor<Teacher> constructor = teacherClass.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
            Teacher teacher2 = constructor.newInstance("tom", 20);
            System.out.println(teacher2 + ", " + teacher2.getName() + ", " + teacher2.getAge());

            // 獲取成員方法
            Teacher teacher3 = teacherClass.newInstance();
            Method method = teacherClass.getDeclaredMethod("setAge", int.class);
            method.invoke(teacher3, 30);
            System.out.println(teacher3.getAge());

            Method method2 = teacherClass.getDeclaredMethod("getAge");
            System.out.println(method2.invoke(teacher3));

            // 獲取成員變數
            Teacher teacher4 = teacherClass.newInstance();
            Field field = teacherClass.getDeclaredField("age");
            field.setAccessible(true);// 忽略安全檢查，可以獲取private類型的數據，破壞封裝性。
            System.out.println(field.get(teacher4));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

【結果：】
com.test.Teacher@2a139a55, null, 0
com.test.Teacher@15db9742, tom, 20
30
30
0

3、反射機制性能問題

　　setAccessible，是啟用和禁用安全檢查的開關，其值為true時，表示禁用Java語言訪問的安全性檢查，為false時，表示啟用安全性檢查，將其值設為true，可以提高反射的效率。

 

未完待續。。。。

 


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