Java注解的介绍和反射使用

Java
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2023-03-27
Java的juc并发编程包
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标签   Java反射

功能：Java注解的介绍和反射使用

一、注解

1、注解介绍

java注解==（Annotation）==，又称为java标注，是jdk5.0引入的一种机制。

Java 语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注，对这些代码段进行解释，编译时生成class时，标注也可以被编译。在运行时，java可以通过反射获取到注解内容，进行一些骚操作，进而简化开发。

2、注解分类

Java 定义了一些注解，有些比较常见
  1. @Override：检查方法是否重写父类方法
  2. @Deprecated：标记方法过时
  3. @SuppressWarnings：忽略警告

元注解，标注注解的注解，一切注解的开始

  1. @Retention：使用范围，是只在代码中，还是编入class文件中，或者是在运行时可以通过反射访问
  2. @Documented：标记这些注解是否包含在用户文档中
  3. @Target：作用范围，可以标记哪些代码块，方法，类或者是字段等其他
  4. @Inherited：标记这个注解是继承于哪个注解类

java7后加入的注解

  1. @SafeVarargs：Java 7 开始支持，忽略任何使用参数为泛型变量的方法或构造函数调用产生的警告
  2. @FunctionalInterface：Java 8 开始支持，标识一个匿名函数或函数式接口
  3. @Repeatable：Java 8 开始支持，标识某注解可以在同一个声明上使用多次

3、自定义注解

1）定义语法

@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
    
    String value() default "";
    
    String[] params() default {};
    
}
如上：
  1. @Documented：此注解将包含在用户文档中
  2. @Target： ElementType.Type是说，该注解可以在类、接口（包含注解）、枚举上使用
  3. @Retention：此注解将编译至class文件中，在运行时，会被虚拟机读取使用
  4. 和定义接口不同的是，注解的定义前添加@号
  5. 如果是字段名是value，则使用注解时可以省略字段名

2）RetentionPolicy，作用范围枚举

package java.lang.annotation;

public enum RetentionPolicy {
    SOURCE,  // Annotation信息仅存在于编译器处理期间，编译后该注解不存在
    CLASS,   // 编译器将Annotation存储于类对应的class文件中
    RUNTIME  // 编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入 
}

3）ElementType，使用范围枚举

package java.lang.annotation;

public enum ElementType {
    // 类，接口（包括注解），枚举
    TYPE,
    // 字段，包括枚举字段
    FIELD,
    // 方法
    METHOD,
    // 方法参数，括号内的形参
    PARAMETER,
    // 构造方法
    CONSTRUCTOR,
    // 局部变量
    LOCAL_VARIABLE,
    // 注解
    ANNOTATION_TYPE,
    // 包
    PACKAGE,
    // Type parameter declaration，@since 1.8
    TYPE_PARAMETER,
    // Use of a type，@since 1.8
    TYPE_USE
}

二、java反射

1、反射介绍

1）反射是什么

简单的来说，反射就是运行时才知道操作的类是什么，并且在运行阶段有虚拟机进行实例化，可知道内部所有的（包括private私有的）属性和方法，这种机制叫做反射

java之所以有了这种机制，才会成为一门准动态语言

动态语言和静态语言的区别
  • 动态语言：是指一类在运行时，也可以改变程序结构的语言，加入新的函数，对象，甚至是代码都可以被引入，可以根据某些条件改变自身结构
  • 主要语言有：C#、JavaScript、PHP、Python
  • 静态语言：相对于动态语言，在运行时结构不可改变的语言就是静态语言
  • 主要语言有：Java、C、C++

在java有了反射之后，java就可以称为准动态语言，反射使得java有了一定的动态性，我们可以通过这种机制，让编程更加灵活，玩出骚操作。

2）简单明白反射作用

在程序开发之初，程序员往往都知道自己需要使用到某些类，这样实例化对象是没问题的，程序也是可以正常访问的，如下

程序员知道要把东西给学生，所以new Student()进行实例化

public class SomeThingTest {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.give("一个红包");
    }
}

abstract class Person {
    public abstract void give(String some);
}

class Student extends Person{
    @Override
    public void give(String some) {
        System.out.println("给了学生：" + some);
    }
}

class Teacher extends Person{
    @Override
    public void give(String some) {
        System.out.println("给了老师：" + some);
    }
}

==那程序员不知道要把东西交给谁呢？==程序进行不下去了，所以为了解决此类问题，反射机制诞生了，如下

运行结果相差不大，但内部实现机制完全不一致

public class SomeThingTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class cls = Class.forName("com.banmoon.something.Teacher");
        Method giveMethod = cls.getMethod("give", String.class);
        Object teacher = cls.newInstance();
        giveMethod.invoke(teacher, "一个苹果");
    }
}
问题：com.banmoon.something.Teacher，这段字符串还不是程序员写死的，就算内部是反射实现的，那这样岂不是多此一举？ 非也非也，我给大家看一段常用的配置文件，大家就明白了 spring: datasource: type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test username: root password: 1234 熟悉吗，那个数据库连接驱动和数据库连接池，那些开发框架的程序员，他们可不知道我们使用的是什么数据库和什么连接池，所以在我们指定对应的驱动路径后，java虚拟机才反射去获取对应的驱动实例。 这样一来，可以说反射机制是框架设计的灵魂，若没有反射，也没有如此丰富全面的java框架，庞大的java生态系统

2、反射使用

1）反射获取Class对象

在java中，万物皆对象。所以类在反射出来后产生的对象便是Class

获取反射的3种方式，其中2、3种方法的使用是在编码阶段都清楚类的前提下使用的
  1. 使用Class对象的静态方法，forName()，根据类的全路径进行加载
  2. 通过类名.class获取该类的Class对象
  3. 使用实例对象.getClass()获取该类的Class对象

public class SomeThingTest { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Class cla1 = Class.forName("java.lang.String"); Class cla2 = String.class; Class cla3 = "abc".getClass(); } } 问题：以下cla3和cla4是否为同个对象？ public class SomeThingTest { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Class cla3 = "abc".getClass(); Class cla4 = new String("123").getClass(); System.out.println(cla3.hashCode()); System.out.println(cla4.hashCode()); } }

哪些类型可以有Class对象
  1. class：普通类，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
  6. 基本数据类型：int等
  7. void

2）反射获取类的属性和方法

2.1）写几个类
abstract class Person implements Serializable {

    private String name;

    public Person() {
    }

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

    public abstract void give(String some);

    public String getName() {
        return name;
    }

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

class Student extends Person{

    @Override
    public void give(String some) {
        System.out.println("给了学生：" + some);
    }

    public static void staticMothed(){
        System.out.println("静态方法");
    }

}

class Teacher extends Person{

    public String subject;

    public String getPost() {
        return post;
    }

    public void setPost(String post) {
        this.post = post;
    }

    private String post;

    public Teacher() {
    }

    private Teacher(String name, String subject, String post) {
        super(name);
        this.subject = subject;
        this.post = post;
    }

    @Override
    public void give(String some) {
        System.out.println("给了老师：" + some);
    }

    public void teach(String content){
        System.out.println("教学方法一");
    }

    private void teach(String content, Person person){
        System.out.println("教学方法二");
    }

}
2.2）反射使用
import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;


public class SomeThingTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
        // 获取Teacher类的class对象
        Class teacherClass = Teacher.class;

        // 获取Teacher类的名字
        System.out.println(teacherClass.getName());
        System.out.println(teacherClass.getSimpleName());

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 获取Teacher类的属性，只能获取到public权限的
        Field[] fieldArr = teacherClass.getFields();
        for (Field field : fieldArr) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 获取Teacher类的属性，可以获取所有权限的属性
        fieldArr = teacherClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fieldArr) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 获取Teacher类的方法，只能获取到public权限的，且可以获取到继承父类的方法
        Method[] methodArr = teacherClass.getMethods();
        for (Method method : methodArr) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 获取Teacher类的方法，可以获取所有权限的方法，获取不到继承父类的方法
        methodArr = teacherClass.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methodArr) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 指定获取Teacher类的方法
        System.out.println(teacherClass.getMethod("teach", String.class));
        System.out.println(teacherClass.getDeclaredMethod("teach", String.class, Person.class));

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 获取Teacher类的构造器，只能获取到public权限的
        Constructor[] constructorArr = teacherClass.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructorArr) {
            System.out.println(constructor);
        }

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 获取Teacher类的构造器，可以获取所有权限的构造器
        constructorArr = teacherClass.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructorArr) {
            System.out.println(constructor);
        }


        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 拥有无参构造器时，直接进行实例化，不推荐
        Teacher teacher = (Teacher) teacherClass.newInstance();
        // 指定获取Teacher类的构造器，并实例化对象
        Constructor constructor = teacherClass.getConstructor();
        teacher = (Teacher) constructor.newInstance();
        System.out.println(String.format("姓名：%s，职务：%s，科目：%s", teacher.getName(), teacher.getPost(), teacher.subject));
        constructor = teacherClass.getDeclaredConstructor(String.class, String.class, String.class);
        constructor.setAccessible(true);// 设置访问权限，为true时可访问私有private
        teacher = (Teacher) constructor.newInstance("半月无霜", "教导主任", "计算机");
        System.out.println(String.format("姓名：%s，职务：%s，科目：%s", teacher.getName(), teacher.getPost(), teacher.subject));

        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        // 调用方法
        Method teachMethod = teacherClass.getDeclaredMethod("teach", String.class, Person.class);
        teachMethod.setAccessible(true);// 设置访问权限，为true时可访问私有private
        teachMethod.invoke(teacherClass.newInstance(), "教学", new Student());

    }
}

3）反射获取注解

3.1）写两个注解和类
import lombok.Data;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

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

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyFieldInfo{
    String value();
    String mappingType();
}

@Data
@MyClassInfo("用户类")
class User{
    @MyFieldInfo(value = "主键ID", mappingType = "int")
    private Integer id;
    @MyFieldInfo(value = "用户名", mappingType = "varchar")
    private String username;
    @MyFieldInfo(value = "密码", mappingType = "varchar")
    private String password;
}
3.2）反射使用注解
public class SomeThingTest {
    public static void main(String[] args) {
        Class<User> userClass = User.class;
        Annotation[] annotationArr = userClass.getDeclaredAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotationArr) {
            System.out.println(annotation);
        }
        MyClassInfo myClassInfo = userClass.getAnnotation(MyClassInfo.class);
        System.out.println(myClassInfo.value());

        Field[] fieldArr = userClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fieldArr) {
            MyFieldInfo myFieldInfo = field.getDeclaredAnnotation(MyFieldInfo.class);
            System.out.println(String.format("%s[value：%s，mappingType：%s]", field.getName(), myFieldInfo.value(), myFieldInfo.mappingType()));
        }
    }
}

4）反射获取泛型

4.1）写两个泛型的方法
public class Person{
    
    public void setList(List<String> list){
    }
    
    public Map<String, Object> returnMap() {
        return null;
    }
    
}
4.2）反射使用泛型
public class SomeThingTest {
    
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Method setList = Person.class.getDeclaredMethod("setList", List.class);
        Type[] genericParameterTypes = setList.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println(genericParameterType);
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
                // 获取List中的泛型
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument.getTypeName());
                }
            }
        }
        System.out.println("============= 分割线 ==============");
        Method returnMap = Person.class.getDeclaredMethod("returnMap");
        Type type = returnMap.getGenericReturnType();
        System.out.println(type);
        if (type instanceof ParameterizedType){
            // 获取Map中的泛型
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument.getTypeName());
            }
        }
    }
    
}

5）在线JDK8API文档

现在，已经知道了反射使用，去剖析框架源码时的你真帅

附上jdk8的在线API文档，祝你前程似锦

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