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Java注解和反射

时间:2021-04-22 15:59:18      阅读:0      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1.什么是注解(Annotation)

  从JDK5.0开始引入。

  功能主要有两个:

  1)对代码做出解释(和注释comment一致);

  2)对代码起到检查和约束的作用,和注释不同的地方是在于注解可以被其他程序(如编译器等)读取。

  格式:注解是以“@注释名”在代码中存在的,还可以添加一些参数值,比如@SuppressWarnings(value="unchecked").

  Annotation一般附加在package、class、method、field上面,相当于给这些部分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。

 

2.内置注解

  @Override:定义在java.lang.Override中,此注释只适用于修饰方法,表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法声明;

  @Deprecated:定义在java.lang.Deprecated中,此注释可以用于修饰方法、属性、类,表示不鼓励程序员使用这样的元素,通常是因为他很危险或存在更好的选择。经过这个注解修饰的元素,在调用时会显示为划线状态如test()

  @SuppressWarnings:定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时的警告信息,可以用于修饰方法、类、属性等。与前两个注解不同,这个注解需要添加一些已经定义好了的参数才能正确使用:

  1)@SuppressWarnings("all"):抑制所有类型的警告;

  2)@SuppressWarnings("unchecked"):抑制unchecked(未进行类型检查) 单类型的警告;

  3)@SuppressWarnings("value={"unchecked", "deprecation"}"):抑制unchecked、deprecated多类型的警告;

  4)etc。

 

3.元注解

  元注解的作用就是负责注解其他注解,Java中定义了4个标准的meta-annotation,主要是用来对其他annotation类型进行说明。来自于java.lang,annotation包中(@Target、@Retention、@Documented、@Inherited)。

  @Target:用于描述注解的使用范围,比如类、方法、属性等;

  @Rentention:注解生效场景,用于描述注解的生命周期,其中runtime>class>sources;

    sources:源码级别

    class:字节码级别(java.class文件)

    runtime:运行即生效

  @Document:说明该注解将被包含在javadoc中;

  @Inherited:说明子类可以继承父类中的该注解。

  实例:

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4.自定义注解

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

  @interface用来声明一个注解,格式:public @interface 注解名{定义内容}。

  其中的每一个方法xxx(),实际是声明注解的一个配置参数,方法的名称就是参数的名称,返回值类型就是参数的类型(返回值只能是基本类型,如class、String、enum)。

  可以通过default修饰符来声明参数的默认值。

  如果只有一个参数成员,建议参数名为value,调用注解时可以不用写明value,比如@myAnnotation("Doctor")。

  注解元素必须要有值,我们在定义注解元素时,经常使用空字符串、0作为默认值。

  只有一个参数建议value定义,写注解时也可以不用专门写value参数名。

  实例:

  技术图片

 

5.反射概述

  程序中语言可以按运行特点分为动态语言和静态语言:

  动态语言:运行时可以改变内部结构的语言,比如新的函数、对象,甚至可以引入新的代码,已有的函数可以被删除或者进行其他结构上的变化。常见的动态语言有Object-C、C#、JavaScript、PHP或者Python等。

  相应地,静态语言就是指运行时结构不可变的语言,比如Java、C、C++。

  Java不是动态语言,但是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。通过反射,Java在编程过程中可以更加灵活。

  Java Reflection:Java的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,并且能直接操作任意对象的内部属性及方法。

  Class c = Class.forName("java.lang.String")

  加载完类c后,在堆内存的方法中就产生了一个Class类型的对象,这个对象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,我们可以透过其看到类的结构,因此称之为反射。

  技术图片

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  要注意的是:一个类在内存中只有一个Class对象,多次反射获取的Class对象都是同一个类。另外在一个类被加载后,类的整个结构都会被封装在Class对象中。

  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。

  优点:可以实现动态创建对象和编译,比较灵活

  缺点:对性能有影响。使用反射在一定程度上属于解释操作。

 

6.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;

  2)已知某个类的实例,调用该实例的getClass()方法获取Class对象;

  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,不过需要对ClassNotFoundException异常进行处理;

  4)内置基本数据类型还可以直接用类名.Type获取;

  5)也可以通过子类Class实例获取父类的Class对象。

  实例:

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  结果:

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7.Class对象的类型范围

  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

  实例:

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  结果:

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  (tips:alt+鼠标拖拽可以进行多行选取)

 

8.类加载内存分析

  当程序主动使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过如下几个步骤来对该类进行初始化。

  1)类的加载(load):将类的class字节码文件加载到内存,并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构,然后为之创建一个代表这个类的java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成;

  2)类的链接(link):将类的二进制数据合并到JRE中;

    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)分配内存并设置类变量默认初始值的阶段,这些内存都在方法区中进行分配;

    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。

  3)类的初始化(initialize):JVM负责对类进行初始化。

    执行类构造器<clinit>()方法的过程。类构造器<clinit>()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);

    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<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

 

9.类初始化

  类的主动引用,此时一定会发生类的初始化。

  1)当虚拟机启动,JVM会先初始化main方法所在的类;

  2)new一个类的对象时;

  3)调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法时,如xxclass.printID();

  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,如果其父类未被初始化,则会先初始化它的父类。

  类的被动引用,此时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)。

 

10.类加载器

  类加载器可以将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(不过之后JVM垃圾回收机制会对这些Class对象进行回收处理)。

  JVM规范定义了如下类型的类加载器:

  引导类加载器(BootStap Classloader):用C++编写,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;

  拓展类加载器(Extension Classloader):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(System Classloader):负责java -classpath 或 -D java.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。

  三种类加载器自底向上检查类是否已装载,自顶向下进行类的加载。

  实例:

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  结果:

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  1)根加载器的结果显示为null是因为这个加载器是由C++编写的;

  2)用户编写的类主要是通过系统类加载器加载的;

  3)内部类属于Java平台核心库,所以由根加载器加载。

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  双亲委派机制:当用户提供了重名的内部类时,JVM会从系统类加载器、拓展类加载器到根加载器去查找对应类,优先调用Java内置类,用户提供的重名类则失效,保证安全性。

 

11.获取类的运行时结构

  获得类名:

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  获得类的属性:公有与私有、指定属性

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  获得类的方法 本类、本类及父类、指定方法(重载,需要通过参数判断)

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  获得指定构造器

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12.动态创建对象执行方法

  我们可以调用Class对象的newInstance()方法来创建类的对象。

  1)类必须有一个无参数的构造器;

  2)类的构造器的访问权限必须满足要求。

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  当类没有无参构造器时,我们也可以明确调用类中的构造器,并传递对应参数,这样也可以实现实例化操作。

  1)通过Class类的getDeclaredConstructor(Class ... parameterTypers)取得本类的指定形参类型的构造器。

  2)向构造器的形参中传递一个对象数组进去,里面包含了构造器中所需的各个参数。

  3)通过Constructor实例化对象

  实例:

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  4)通过反射调用普通方法

  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。

  之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用,并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。

  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;

  若原方法形参列表为空,则Object[] args为null;

  若原方法声明为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,才可访问。

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  5)通过反射操作属性

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  此时会报错,因为对应为私有属性,此处存在安全权限校验。为了反射操作的便捷性,我们可以根据需要关闭权限校验。

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  ——Method、Field和Constructor对象都有setAccessible()方法。都是用于启动或禁止访问安全检查的开关。这个方法可以提高反射的效率,如果代码中必须使用反射,则该句代码需要频繁调用,此时将setAccessible()方法设置为true可以大大提高效率。

 

13.性能对比分析

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  反射和直接调用在效率上差异非常大,如果必须要用到反射操作,可以考虑引入取消安全监测来提高效率。

 

14.获取注解信息

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   假设存在一个数据库场景(ORM,Object Relationship Mapping对象关系映射),实体类中每个属性在表中都有对应的属性值,比如表名、元素类型以及存储大小。这些内容同时存储在注解中,此时用户即可通过反射来获取注解中相关信息,进一步对表内容进行配置。

  1)通过反射获取类的注解;

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  2)获得注解的value的值;

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  3)获得类指定属性的注解。

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Java注解和反射

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原文地址:https://www.cnblogs.com/Kknock/p/14635880.html

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