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Java的注解与反射机制 ​

一、什么是注解 ​

Annotation 是从 JDK5.0 开始引入的技术

Annotation 的作用：

  • 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）

Annotation 的格式：

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

Annotation 在哪里使用：

  • 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，我们可以通过 反射机制 编程实现对这些元数据的访问

内置注释：

  • @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：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，我们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"})

    ……

二、元注解 ​

元注解的作用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类型做说明

4个元注解分别为：

  • @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）
  • @Retention 用于表示需要在什么级别保存注解信息，用于描述注解的生命周期（SOURCE<CLASS<RUNTIME）
  • @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

测试元注解：

java
@Target(value = {ElementType.METHOD/*方法*/})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME/*运行时有效*/)
@Documented //表示把注解生成在Javadoc中
@Inherited //表示可以被继承
@interface MyAnnotation{

}

三、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}
  • 其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数
  • 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，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
  • 注解元素必须要有值，我们定义注解元素时，经常使用空字符串，0作为默认值
java
public class Test2 {
    //注解可以显式赋值，如果没有默认值，就必须给注解赋值
    @MyAnnotation1(schools = "BUPT")
    public void test(){
    }
    //如果注解只有一个参数可以省略参数名
    @MyAnnotation2("你好 ")
    public void test2(){
        
    }
}

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation1{
    //注解的参数：类型+参数名()[default 默认值];
    String name() default "";
    int age() default 0;
    int id() default -1; //默认值为-1，代表不存在
    String[] schools();
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    //注解的参数：类型+参数名()[default 默认值];
    String[] value();
}

四、什么是Java的反射机制 ​

Java的反射（Reflection）机制是指在程序的运行状态中，（通过借助ReflectionAPI）可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以获取任意一个类的成员变量和方法（类的内部信息），可以操作任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射是java被视为动态语言的关键。

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。

1、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者是其他结构上的变化。通俗来说就是运行时代码可以根据一些条件来改变自身的结构

主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等

2、静态语言 ​

与动态语言相对应的，运行时不能改变其结构，如 Java、C、C++

Java不是动态语言，但是 Java 可以称为是 准动态语言。即 Java 有一定的动态性，可以利用 反射机制 获得类似动态语言的特性。Java的动态性使得编程时更加灵活。

五、什么是类对象 ​

对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口

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/primitive type/void/[])的有关信息

  • 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实例所生成
  • 通过 Class 可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
  • Class 类是反射机制的根源，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

在理解类对象之前，先说我们熟悉的对象之间的区别：

  • garen 和 teemo 都是Hero对象，他们的区别在于，各自有不同的名称，血量，伤害值。

然后说说类之间的区别：

  • Hero 和 Item 都是类，他们的区别在于有不同的方法，不同的属性。

类对象，就是用于描述这种类，都有什么属性，什么方法的

六、Class类的常用方法 ​

七、如何获取类对象 ​

获取类对象主要有5种方式

  1. Class.forName 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，可能抛出 ClassNotFoundException

  2. Hero.class 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

  3. new Hero().getClass() 已知某个类的实例（即对象），调用该实例的 getClass() 方法获取 Class 对象

  4. .Type 内置基本数据类型可以直接用类名

  5. 还可以利用 ClassLoader

在一个 JVM 中，一种类，只会有一个类对象存在。所以以上几种方式取出来的类对象，都是一样的

准确的讲是一个 ClassLoader 下，一种类，只会有一个类对象存在。通常一个 JVM 下，只会有一个 ClassLoader

java
Class pClass1 = Class.forName("charactor.Hero");
Class pClass2 = Hero.class;
Class pClass3 = new Hero().getClass();

八、获取类对象的时候，会导致类属性被初始化 ​

无论什么途径获取类对象，都会导致静态属性被初始化，而且只会执行一次（除了直接使用 Class c = Hero.class 这种方式，这种方式不会导致静态属性被初始化）

九、通过反射机制创建对象 ​

与传统的通过 new 来获取对象的方式不同

反射机制，会先拿到Hero的“类对象”，然后通过类对象获取“构造器对象”

再通过构造器对象创建一个对象

java
// 传统的使用new的方式创建对象
Hero h1 =new Hero();
h1.name = "teemo";
	
// 使用反射的方式创建对象
String className = "charactor.Hero";
// 类对象
Class pClass=Class.forName(className);
// 构造器
Constructor c= pClass.getConstructor();
// 通过构造器实例化
Hero h2= (Hero) c.newInstance();

十、通过反射机制修改对象的属性 ​

对于private修饰的成员，需要使用 setAccessible(true) 才能访问和修改

java
Hero h =new Hero();
//使用传统方式修改name的值为garen
h.name = "garen";
//获取类Hero的名字叫做name的字段
Field f1= h.getClass().getDeclaredField("name");
//修改这个字段的值
f1.set(h, "teemo");

getField 和 getDeclaredField 的区别：

  • 这两个方法都是用于获取字段
  • getField 只能获取public的，包括从父类继承来的字段。
  • getDeclaredField 可以获取本类所有的字段，包括private的，但是不能获取继承来的字段。 (注： 这只能获取到private的字段，但并不能访问该private字段的值，除非加上 setAccessible(true))

十一、通过反射机制，调用一个对象的方法 ​

java
Hero h = new Hero();
// 获取这个名字叫做setName，参数类型是String的方法
Method m = h.getClass().getMethod("setName", String.class);
// 对h对象，调用这个方法
m.invoke(h, "盖伦");
// 使用传统的方式，调用getName方法
System.out.println(h.getName());

十二、反射机制好在哪里 ​

  • 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

通常来说，需要在学习了Spring的依赖注入，反转控制之后，才会对反射有更好的理解。