(7)JavaSE:注解与反射

一、注解

1.1什么是注解

Annotation 是从JDK5.0开始引入的新技术。

作用:
（1）不是程序本身 , 可以对程序作出解释.(这一点和注释(comment)没什么区别)
（2）可以被其他程序(比如:编译器等)读取.
使用范围：
（1）可以附加在package , class , method , ﬁeld 等上面 , 相当于给他们添加了额外的辅助信息
（2）我们可以通过反射机制实现对这些元数据的访问

1.1.1注解的源码定义格式

查看注解的源代码，注解定义格式
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1.2内置注解

@Override
定义在 java.lang.Override 中 , 此注释只适用于修辞方法 , 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 , 此注释可以用于修辞方法 , 属性 , 类 ,
表示不鼓励程序员使用这样的元素 , 通常是因为它很危险或者存在更好的选择 .
@SuppressWarnings（镇压警告）
定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时的警告信息.
与前两个注释有所不同,你需要添加一个参数才能正确使用,这些参数都是已经定义好了的,我们
选择性的使用就好了 .
@SuppressWarnings(“all”)
@SuppressWarnings(“unchecked”)
@SuppressWarnings(value={“unchecked”,“deprecation”})

等等 …
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1.3元注解

元注解的作用就是负责注解其他注解 , Java定义了4个标准的meta-annotation类型,他们被用来提供对其他annotation类型作说明 .

Java定义了4个标准的元注解：( @Target , @Retention , @Documented , @Inherited )
（1）@Target : 用于描述注解的使用范围(即:被描述的注解可以用在什么地方)
（2）@Retention : 表示需要在什么级别保存该注释信息 , 用于描述注解的生命周期 (SOURCE（源码中有效） < CLASS（在Class文件中仍然有效） < RUNTIME（运行时还有效）)
（3）@Document：说明该注解将被包含在javadoc中
（4）@Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

1.4自定义注解

package JavaSE注解反射;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * @author Pengwei Qu
 * @Date 2024/8/24 14:08
 */
public class MyAnnotation02 {
    public static void main(String[] args) {

    }
    //定义一个测试方法
    @MyAnnotation(name = "QPW")
    public static void test(){
        System.out.println("这是测试方法");
    }

    /*自定义注解*/
    /*格式：
    元注解
    * @interface 注解名{参数类型1 参数名1();参数类型2 参数名() defaulr 默认值；参数类型3 数组();
    }*/
    @Target(ElementType.METHOD)//元注解用来限定其使用的对象Method：方法
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @interface MyAnnotation{
        String name();
        String[] arr() default {"Chian","Beijing"};//设置了默认值，当给方法加MyAnnotation注解时，arr数组可以不用手动写值

    }
    @MyAnnotation2("测试")
    public static void test01(){
        System.out.println("第二个测试方法");
    }
    @Target(ElementType.METHOD)//元注解用来限定其使用的对象Method：方法
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @interface MyAnnotation2{
        String value();//当注解只有一个参数值时，一般用value()来，使用该注解的方法参数可以不用写成：参数名=“”，
        // 直接输入参数值即可

    }
}

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二、反射 Reﬂection

//1. 创建一个实体类
class User{
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public User() {
    }

    public User(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 "User{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

2.1反射机制概述

2.1.1动态语言/静态语言

动态语言：
是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等。

//体现动态语言的代码
function test() {
    var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)";
    //x只是一个字符串
    //调用下面的方法，其功能时执行x，运行时执行x，使得x的结果变成类：8
    eval(x);
}

静态语言
与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、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，我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活！

2.2理解Class类并获取Class实例

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及方法。

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

加载完类之后，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。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，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射
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2.2.1反射相关的API

在这里插入图片描述

//测试各种类型获得Class对象的方式

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是:"+person.name);
        //获得class办法一:通过对象获得

        Class clazz1 = person.getClass();
        //获得class办法二:通过字符串获得(包名+类名)

        Class clazz2 = Class.forName("com.reflection.Student");
        //获得class办法三:通过类的静态成员class获得

        Class clazz3 = Person.class;
        //获得class办法四:只针对内置的基本数据类型

        Class clazz4 = Integer.TYPE;
        //获得父类类型

        Class clazz5 = clazz2.getSuperclass();
        System.out.println(clazz1);
        System.out.println(clazz2);
        System.out.println(clazz3);
        System.out.println(clazz4);
        System.out.println(clazz5);
   }
}

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";
   }
}

2.3类加载与ClassLoder

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2.4创建运行时类的对象

通过反射获取运行时类的完整结构
Field（字段）、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation（注解）
实现的全部接口
所继承的父类
全部的构造器
全部的方法
全部的Field
注解
。。。

package JavaSE_Reflection;

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

/**
 * @author Pengwei Qu
 * @Date 2024/8/24 15:50
 */
public class Reflection03 {
    //获取类对象中的内容
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        //01获取Class对象
        Class aClass = Class.forName("JavaSE_Reflection.User");

        //02获取类的属性
        Field[] fields = aClass.getFields();//只能找到public类型的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println("------------------getDeclaredFields--------------");
        Field[] declaredFields = aClass.getDeclaredFields();//可以获取所有类型的属性
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }
        //03获取指定属性
        Field id = aClass.getDeclaredField("id");

        //04获取方法
        System.out.println("========================================================");
        Method[] methods = aClass.getMethods();//获取本类和父类的所有public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("------------------------getDeclaredMethods()---------------------------------");
        Method[] declaredMethods = aClass.getDeclaredMethods();//只获取本类所有的方法
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println(declaredMethod);
        }

        //获取指定方法
        Method getAge = aClass.getDeclaredMethod("getAge", null);
        Method setAge = aClass.getDeclaredMethod("setAge", int.class);//参数类型时int类型
        System.out.println("获取指定的方法"+getAge);
        System.out.println("获取指定的方法"+setAge);
        System.out.println("============================构造器============================");

        //05获取构造器
        Constructor[] constructors = aClass.getConstructors();//获取public类型的构造器
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        Constructor[] declaredConstructors = aClass.getDeclaredConstructors();

    }
}

2.5动态创建对象

2.5.1通过Class对象的newInstance创建对象

创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
类必须有一个无参数的构造器。
类的构造器的访问权限需要足够

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //01获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("JavaSE_Reflection.User");
        //02通过newInstance()创建对象，但是前提保证User类中存在无参构造
        User user01 = (User) c1.newInstance();
        System.out.println(user01);
        /*有时我们自己定义的类，会定义有参构造，会把无参构造给覆盖，无法使用newInstance创建对象*/

        //03通过获取指定有参构造创建对象
        //先获取有参构造
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class, int.class, String.class);
        User user = (User) constructor.newInstance(001, 23, "Jack");
        System.out.println(user);

    }

在这里插入图片描述

2.5.2操作方法，属性

反射调用方法

//01获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("JavaSE_Reflection.User");

        //02通过newInstance()创建对象，但是前提保证User类中存在无参构造
        User user01 = (User) c1.newInstance();

        //03通过反射调用普通方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);//获取方法对象
        /*invok(对象，"方法的值”):激活的意思*/
        setName.invoke(user01,"Jack");
        System.out.println(user01.getName());

对属性赋值报错：由于属性定义的时私有的不能直接赋值，赋值之前需要使用name.setAccessible(true);

//04操作属性
Class c1 = Class.forName("JavaSE_Reflection.User");
        User user02 = (User) c1.newInstance();
        //获取属性
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        //赋值操作
        name.set(user02,"Tom");
        System.out.println(user02.getName());

Exception in thread “main” java.lang.IllegalAccessException: Class JavaSE_Reflection.Reflection05 can not access a member of class JavaSE_Reflection.User with modifiers “private”
在这里插入图片描述

2.6获取泛型信息

Java采用泛型擦除的机制来引入泛型 , 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

2.7反射读取注解

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package JavaSE_Reflection;

import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @author Pengwei Qu
 * @Date 2024/8/24 20:01
 */
//反射操作注解
public class Reflection06 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        //01通过反射获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("JavaSE_Reflection.Student2");
        //02通过反射获取注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println("获取到的注解:"+annotation);
            //得到的只是最外层类的注解：
            //获取到的注解:@JavaSE_Reflection.AnnotationTable(value=db_Student)
        }
        //03获取注解value的值
        AnnotationTable annotationTable = (AnnotationTable)c1.getAnnotation(AnnotationTable.class);
        String value = annotationTable.value();
        System.out.println(value);


        //04获取类指定的注解
        Field declaredField = c1.getDeclaredField("name");
        AnnotationField annotation = declaredField.getAnnotation(AnnotationField.class);
        System.out.println(annotation.ColumnName());
        System.out.println(annotation.Type());
        System.out.println(annotation.length());

    }


}
@AnnotationTable("db_Student")
class Student2{
    @AnnotationField(ColumnName = "db_id",Type = "int",length = 10)
    private String name;
    @AnnotationField(ColumnName = "db_id",Type = "int",length = 10)
    private int age;
    @AnnotationField(ColumnName = "db_id",Type = "int",length = 10)
    private String Sex;

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

    public Student2() {
    }

    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 String getSex() {
        return Sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        Sex = sex;
    }
}

//01自定义类注解
@Target(ElementType.TYPE)//作用于类上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface AnnotationTable {
    String value();
}
//02属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)//作用于属性上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface AnnotationField{
    String ColumnName();//列名
    String Type();//类型
    int length();
}