反射与注解（详细）

2023-11-12

文章目录

一、注解Annotation

1、什么是注解

Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术。
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）没有什么区别）
- 可以被其他程序（比如：编译器等）读取。
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，filed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。

2、内置注解

@Override：定义在java.lang.Override中，此注解只适用于修辞方法，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，此注解可以用于修饰方法，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者是存在更好的选择。
@SuppressWarning：定义在java.lang.SuppressWarning中，用来抑制编译时的警告信息。

他与前两个注解有所不同，你需要添加一些参数才能正确使用，这些参数都是已经定义好了的,我们选择性的使用就好了。
- @SuppressWarning（”all“）镇压全部
- @SuppressWarning（”unchecked“）镇压危险
- @SuppressWarning（value={”unchecked“，”deprecation“}）还可以同时镇压多种
- 等等。。

//什么是注解
@SuppressWarnings("all")
public class Test01 extends Object {
   //Override 重写的注解
   @Override
   public String toString() {
      return super.toString();
   }

   //Deprecated  不推荐使用或者存在更好的方法，但是此方法也可以使用
   @Deprecated
   public static void test() {
      System.out.println("注解");
   }

   @SuppressWarnings("all")//使此方法中不出警报信息
   public static void test1() {
   }

   public static void main(String[] args) {
      //不建议使用，并不是不能使用
      test();
   }
}

@SuppressWarnings 注解

//描述注解的使用范围
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
//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
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {

//注解的参数
    String[] value();
}

3、元注解

元注解的作用就是负责注解其他注解，java定义了四个标准的meat-annotation类型，他们被用来提供对其他annotation类型做说明。
这些类型和它们所支持的类在java.lang. annotation中可以找到。（@Target、@Retention、@Document、@Inherited）
- @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: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<CLASS<RUNTIME)
- @Document:说明该注解将被包含在javaDoc中文档中
- @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

//元注解
   @MyAnnotation
public class Test02 {

   public void test(){
      
   }

}

//Target表示我们的注解需要使用到什么地方
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})

//表示我们的注解在什么地方还有效
//runtime>class>source
//runtime>class>source
//runtime运行时有效
//class 编译成class文件使有效
//source 在源码是有效
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)

//表示是否将我们的注解生成到javadoc中 文档中
@Documented

//子类可以继承父类的注解
@Inherited
@interface MyAnnotation{

}

通过以上分析，得到我们也可以自定义注解，只需要在类的前面使用@interface 关键词就可以作为一个注解。

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
分析：
- @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

//自定义注解
public class Test03 {
   //注解可以显示赋值，如果没有默认值，我们就必须给注解赋值
   @MyAnnotation2(name = "zz",schools = {"北京","菜鸟"})
   public void test(){}
   @MyAnnotation3("小明")//当参数名为value的时候可以直接写参数，
   public void test2(){}
}
//可以作用在类上和方法上
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
   //注解的参数：参数类型 + 参数名 +（）
   String name() default "";//设置参数，也可以定义一个默认值用default
   int age() default 0;
   int id() default -1;//如果默认值为-1，代表不存在，indexof，如果找不到就返回-1
   String[] schools() default {"清华","北大"} ;
}
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation3{
   String value();  //一个注解中只有一个参数的时候推荐使用value作为参数名
}

二、反射机制

java反射机制概述

理解class类并获取class实例

类的加载与ClassLoader

创建运行时类的对象

获取运行时类的完整结构

调用运行时类的指定结构

1、静态vs动态语言

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者其他结构上的变化。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。

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。Java的动态性让编程的时候更加灵活。

2、java反射机制概述

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

3、java反射机制研究及应用

反射机制提供的功能

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方法和变量
在运行时处理注解
生成动态代理等

优点

可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性

缺点

对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。
这类操作总是慢于直接执行的操作。

反射相关主要API

java.lang.Class:代表一个类

java.lang.reflect.Method:代表类的方法

java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量

java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器

等

反射可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性。但是对性能有影响。

public class Test04 {
   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
      //通过反射获取类的Class对象
      Class c1 = Class.forName("com.zz.annotation.User");
      System.out.println(c1);
      //一个类在内存中只有一个Class对象
      //一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在Class对象中
      Class c2 = Class.forName("com.zz.annotation.User");
      Class c3 = Class.forName("com.zz.annotation.User");
      System.out.println(c2.hashCode());
      System.out.println(c3.hashCode());
   }
}
//实体类  pojo，entity
class User{
   private String name;
   private int id;
   private int age;
   public User(){
   }
   public User(String name, int id, int age) {
      this.name = name;
      this.id = id;
      this.age = age;
   }
   public String getName() {
      return name;
   }
   public void setName(String name) {
      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;
   }
   @Override
   public String toString() {
      return "User{" +
            "name='" + name + '\'' +
            ", id=" + id +
            ", age=" + age +
            '}';
   }
}

class类

在这里插入图片描述

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，某个类到底实现了那些接口。

对于每一个类而言，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类/interface接口/enum枚举/annotation注解/primitive type/void返回值/[]数组）的有关信息。

Class本身也是一个类
Class类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Clss可以完整的得到一个类中的所有被加载的结构
Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载，运行的类，唯有先获得对应的Class对象

class的常用方法

方法名	功能说明
static ClassforName（String name）	返回指定类名name的Class对象
Object newInstance ()	调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName（）	返回此Class对象所表示的实体（类，接口，数组类，void）的名称
Class getSuperClass（）	返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getinterfaces（）	获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructor（）	返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMethod（String name ，Class… T）	返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields（）	返回Field对象的一个数组

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。

Class c3 = Student.class;

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

Person person = new Student();
Class c1 = person.getClass();

3、已知一个类的全名，且该类在类的路径下，可通过Class类的静态方法forName（）获取，可能会抛出异常ClassNotFoundException

Class c2 = Class.forName("com.zz.reflection.Test03");

4、内置基本数据类型可以直接用类名.Type

Class c4 = Integer.TYPE;

5、通过class对象获得父类类型

Class superclass = c1.getSuperclass();

6、还可以利用ClassLoader获取，后面讲解

参数class类的创建方式有哪些

//测试获得Class类的实例方式有哪些
public class Test03 extends Object{
   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

      Person person = new Student();
      System.out.println("这个人是:"+person.name);

      //方式一:通过对象获得
      Class c1 = person.getClass();
      System.out.println(c1.hashCode());

      //方式二:通过forName（）获得
      Class c2 = Class.forName("com.zz.reflection.Test03");
      System.out.println(c2.hashCode());

      //方法三：类名点class
      Class c3 = Student.class;
      System.out.println(c3.hashCode());

      //方式四：基本内置类型的包装类都有一个Type属性
      Class c4 = Integer.TYPE;
      System.out.println(c4);

      //通过class对象获得父类类型
      Class superclass = c1.getSuperclass();
      System.out.println(superclass);
   }
}
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";
   }
}

哪些类型有class对象?

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
primtitve Type：基本数据类型
void：返回值

//所有类型的Class
public class Test04 {
   public static void main(String[] args) {
      Class c1 = Object.class;     //类
      Class c2 = Comparable.class; //接口
      Class c3 = String[].class;   //一维数组
      Class c4 = int[][].class;    //二维数组
      Class c5 = Override.class;   //注解
      Class c6 = ElementType.class;//enum枚举
      Class c7 = Integer.class;    //基本类型
      Class c8 = void.class;       //返回值类型
      System.out.println("类"+c1);
      System.out.println("接口"+c2);
      System.out.println("一维数组"+c3);
      System.out.println("二维数组"+c4);
      System.out.println("注解"+c5);
      System.out.println("enum枚举"+c6);
      System.out.println("基本类型"+c7);
      System.out.println("返回值类型"+c8);
      
      //只要元素类型与维度一样，就是同一个class对象
      int[] a = new int[10];
      int[] b = new int[100];
      System.out.println(a.getClass().hashCode());
      System.out.println(b.getClass().hashCode());
   }
}

运行结果：
在这里插入图片描述

4、java内存分析

在内存中主要存在方法区、堆内存、栈内存，当我们加载一个类时，首先将该类加载到方法区，在堆内存中进行new对象，在栈内存中调用类或对象中的成员变量或者方法。

当我们创建一个对象，并访问该对象的成员变量和成员方法内存图.

static关键字

static修饰的属性被称之为静态属性（或静态成员变量），静态的成员变量隶属于类，被所有对象所共享，静态成员变量存放在方法区。

在这里插入图片描述
对象执行过程细节的示意图

当我们通过类.static修饰的关键词访问示意图，直接在方法区中访问，不在堆栈内存中调用

java内存结构的示意图

类的加载过程

当程序主动使用某个类时，如果该类还未加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤来完成对该类的一个初始化。

在这里插入图片描述

类的加载和ClassLoader的理解

加载：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态的数据转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象。class的实例对象在这个时候自动创建，所以我们不能主动创建class对象，我们只能获取来调用它的一些方法
连接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行时状态之中的过程。
- 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，这些内存都将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。
初始化：
- 执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法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而成的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）将所有static声明的方法属性和代码块合并在()方法中。
- 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()方法在多线程环境中被正确的加锁和同步。

public class Test05 {
   public static void main(String[] args) {
      A a = new A();
      System.out.println(a.m);
        /*
        1,加载到内存，会产生一个类对应的Class对象
        2，链接，链接结束后 m = 0；
        3，初始化
            <clinit>(){
                     System.out.println("A类静态代码块初始化");
                     m=300;
                     m=100;
            }
            最后的结果  m**100;
         */
   }
}
class A{
   static {
      System.out.println("A类静态代码块初始化");
      m=300;//静态的方法和属性在类加载的时候就先进行了初始化合并为类构造器<clinit>()方法，
      //所以m=300可以在创建静态变量之前修改他的值
   }
   static int m = 100;
   public A(){
      System.out.println("A类无参构造器初始化");
   }
}
结果：
A类静态代码块初始化
A类无参构造器初始化
100

在这里插入图片描述

什么时候会发生类的初始化？

类的主动引动（一定会发生类的初始化）
- 当虚拟机启动，先初始化main（）方法所在的类
- new 一个类的对象
- 调用类的静态成员（除了flina常量）和静态方法
- 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
- 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则会先初始化它的父类
类的被动引用（不会发生类的初始化）
- 当访问一个静态域的时，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，不会导致子类的初始化
- 通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
- 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了）

//测试类什么时候初始化
public class Test06 {
   static {
      System.out.println("main类被加载");
   }
   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
      //1，主动引用
      //Son son = new Son();
      //2.反射也会产生主动
      //Class.forName("com.chen.reflection.Son");
      //不会产生类的引用的方法
      //System.out.println(Son.b);//子类使用父类的静态方法，子类不会被加载和初始化
      //不会产生类的引用的方法
      //Son[] sons = new Son[5];//new 一个Son数组不会引起Son类的初始化
      //不会产生类的引用的方法
      System.out.println(Son.M);//使用常量不会引起父类和子类的初始化，因为常量处在内存单独中单独的常量池中
   }
}
class Father{
   static int b = 2;
   static {
      System.out.println("父类被加载");
   }
}
class Son extends Father{
   static{
      System.out.println("子类被加载");
      m = 300;
   }
   static int m = 100;
   static final int  M = 1;
}

类加载器的作用

类加载的作用：将class文件字节码内容加载到JVM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，他将维持加载

（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象

类加载器作用是用来把类(class)装载进内存的。JVM规范定义了如下类型的类的加载器：

引导类加载器：用C++编写的，JVM自带，主要负责加载核心的类库(java.lang.*等)，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取 Bootstap C;assloader

扩展类加载器：负责jre/lib/ext目录下的jre包或—D java.ext.dirs 指定目录下的jre包装入工作库 Extension ClassLoader

系统类加载器：负责java —classpath或 —D java.class.path所指的目录下的类与jre包装入工作，是最常用的类加载器 System ClassLoader

双亲委派机制

什么是双亲委派机制？

当某个类加载器需要加载某个.class文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。

简单来说就是当我们自己定义一个String类，类路径为java.lang.String,这时候就通过双亲委派机制向上找，当走到引导类加载器（Bootstap Classloader）时，发现该类已被加载，那么就使用系统的类，我们自定义的就失效。多重检测，为了保证程序的安全性。

类加载器

在介绍双亲委派机制的时候，不得不提ClassLoader（类加载器）。说ClassLoader之前，我们得先了解下Java的基本知识。
我们知道java程序运行在虚拟机（JVM）中的，但他是如何运行在JVM中的那？我们在IDE编写的java文件，首先被编译成.class字节码文件。然后由我们的classloader将这些字节码文件加载到JVM中执行。

我们在IDE编译器中搜索ClassLoader类，然后找到loadClass方法。

ClassLoader源码分析

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // First, check if the class has already been loaded
        //先检测该类是否被加载过
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        //该类没有被类加载器加载过
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
            //找到该类的父类，一直递归父类直到BootstrapClassloader
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                //就加载自己
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
                //向下寻找 没有任何加载器能加载，就抛出异常
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);

                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

根据这张图能更好的理解
在这里插入图片描述

从上图中我们就更容易理解了，当一个Hello.class这样的文件要被加载时。不考虑我们自定义类加载器，首先会在AppClassLoader中检查是否加载过，如果有那就无需再加载了。如果没有，那么会拿到父加载器，然后调用父加载器的loadClass方法。父类中同理也会先检查自己是否已经加载过，如果没有再往上。注意这个类似递归的过程，直到到达Bootstrap classLoader之前，都是在检查是否加载过，并不会选择自己去加载。直到BootstrapClassLoader，已经没有父加载器了，这时候开始考虑自己是否能加载了，如果自己无法加载，会下沉到子加载器去加载，一直到最底层，如果没有任何加载器能加载，就会抛出 ClassNotFoundException。

为什么要使用这种机制？

这种设计有个好处是，如果有人想替换系统级别的类：String.java。篡改它的实现，在这种机制下这些系统的类已经被Bootstrap classLoader加载过了（为什么？因为当一个类需要加载的时候，最先去尝试加载的就是BootstrapClassLoader），所以其他类加载器并没有机会再去加载，从一定程度上防止了危险代码的植入。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8N3tUsZJ-1616723900914)(注解和反射.assets/1616579898886.png)]

获取类加载器的代码描述

//类加载器
public class Test07 {

   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {


      //获取系统的类加载器
      //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
      ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
      System.out.println(systemClassLoader);

      //获取系统加载器的父加载器-->扩展类加载器
      //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d
      ClassLoader parentClassLoader = systemClassLoader.getParent();
      System.out.println(parentClassLoader);

      //获取扩展类加载器的父加载器-->根加载器
      //null  BootstrapClassLoader
      ClassLoader bootstrapClassLoader = parentClassLoader.getParent();
      System.out.println(bootstrapClassLoader);

      //测试当前类 是哪个类加载器所加载的
      //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
      ClassLoader classLoader = Class.forName("com.zz.reflection.Test07").getClassLoader();
      System.out.println("当前类加载器："+classLoader);

      //测试 JDK 类加载器
      //null BootstrapClassLoader
      ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
      System.out.println("JDK--->"+classLoader1);

      //获得系统类加载器 所加载的路径
      String property = System.getProperty("java.class.path");
      System.out.println(property);

      /**
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\charsets.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\deploy.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\dnsns.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\jaccess.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\localedata.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\nashorn.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\sunec.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\ext\zipfs.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\javaws.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\jce.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\jfr.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\jfxswt.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\jsse.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\management-agent.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\plugin.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\resources.jar;
       * F:\DevInstall\jdk1.8.0_152 x64\jre\lib\rt.jar;
       * G:\idea\bilibili\kuang\注解和反射\out\production\注解和反射;
       * F:\IntelliJ IDEA 2018.2.2\lib\idea_rt.jar
       */
   }
}

5、创建运行时类的对象

获取运行时类的完整结构

通过反射获取运行时类的完整结构：FieId，Method，Constructor，Superclass，Interface，Annotation。

//获得类的信息
public class Test08 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Class c1 = Class.forName("com.zz.reflection.Cat");
      //User user = new User();
      //Class c1 = user.getClass();
      //获得类的名字
      System.out.println(c1.getName());//获得包名+类名
      System.out.println(c1.getSimpleName());//获得类名
      //获得类的属性
      Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public属性
      fields = c1.getDeclaredFields();//可以获得所有的属性
      for (Field field : fields) {
         System.out.println(field);
      }
      Field name = c1.getDeclaredField("name");//获得指定属性的值
      System.out.println(name);
      System.out.println("================================");
      //获得类的方法
      Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及其父类的所有方法
      for (Method method : methods) {
         System.out.println(method);
      }
      System.out.println("================================");
      Method[] declaredMethods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法（包括私有方法）
      for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
         System.out.println(declaredMethod);
      }
      System.out.println("================================");
      //获得指定方法
      //重载 需要放参数类型
      Method getName = c1.getMethod("getName",null);
      Method setName = c1.getMethod("setName",String.class);
      System.out.println(getName);
      System.out.println(setName);
      System.out.println("================================");
      //获得所有的构造器
      Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
      for (Constructor constructor : constructors) {
         System.out.println(constructor);
      }
      Constructor[] declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructors();
      for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
         System.out.println(declaredConstructor);
      }
      //获得指定构造器
      Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class, int.class);
      System.out.println("指定："+constructor);
   }
}

class Cat{
   private String name;
   private int age;
   private int heigh;

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

   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 int getHeigh() {
      return heigh;
   }

   public void setHeigh(int heigh) {
      this.heigh = heigh;
   }
}

动态创建对象的执行方法

创建类的对象：调用Class对象的newinstapce()方法

类必须有一个无参构造器。
类的构造器的访问权限足够。

没有无参构造器，操作类中的构造器时需要将参数传递进去，才可以实例化操作。

通过Class类的getDeclaredConstructor()取得本类的指定形参类型的构造器。
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。
通过Constructor实例化对象。

私有的方法，字段，构造器：调用对象的setAccessible(true)方法才可访问。关闭安全检测的开关。

通过反射创建对象

//通过反射动态创建对象
public class Test09 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Class c1 = Class.forName("com.zz.reflection.User1");
      //构造一个对象
      User1 user = (User1) c1.newInstance();//本质上调用了类的无参构造器
      //System.out.println(user);
      //通过构造器创建对象
      Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
      User1 user2 = (User1) constructor.newInstance("周", 22, 88);
      //System.out.println(user2);
      //通过反射调用普通方法
      User1 user3 = (User1) c1.newInstance();
      //通过反射获得一个方法
      Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
      setName.invoke(user3,"周");//激活（对象，方法的值）
      System.out.println(user3.getName());
      //通过反射操作属性
      User1 user4 = (User1) c1.newInstance();
      Field name = c1.getDeclaredField("name");
      name.setAccessible(true);//关掉权限检测 后才能操作程序的私有属性
      name.set(user4,"周2");
      System.out.println(user4.getName());
   }
}
class User1{
   private String name;
   private int age;
   private int height;

   public User1() {
   }

   public User1(String name, int age, int height) {
      this.name = name;
      this.age = age;
      this.height = height;
   }

   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 int getHeight() {
      return height;
   }

   public void setHeight(int height) {
      this.height = height;
   }
}

setAccessible性能分析

setAccessible的作用是启动和禁用安全检测的开关,默认为false，若通过反射访问类的私有属性时（比如private修饰）我们要开启setAccessible否则报异常。

使用 setAccessible() 可以临时改变访问权限，就可以获取私有成员变量的值。

User1 user4 = (User1) c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
//name.setAccessible(true);//关掉权限检测 后才能操作程序的私有属性
name.set(user4,"周2");
System.out.println(user4.getName());

这时候给私有变量赋值，没有将setAccessible设置为true，就报了如下异常
在这里插入图片描述

//分析setAccessible的性能
public class Test10 {
   //普通反射调用
   public static void test01(){
      User1 user = new User1();
      long startTime = System.currentTimeMillis();
      for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
         user.getName();
      }
      long endTime = System.currentTimeMillis();
      System.out.println("普通方法执行需要的时间"+(endTime-startTime)+"ms");
   }
   //通过反射反射调用
   public static void test02() throws Exception {
      User1 user = new User1();
      Class c1 = Class.forName("com.zz.reflection.User1");
      Method getName = c1.getMethod("getName", null);
      long startTime = System.currentTimeMillis();
      for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
         getName.invoke(user,null);
      }
      long endTime = System.currentTimeMillis();
      System.out.println("反射方法执行需要的时间"+(endTime-startTime)+"ms");
   }
   //反射方式调用 关闭检测
   public static void test03() throws Exception {
      User1 user = new User1();
      Class c1 = Class.forName("com.zz.reflection.User1");
      Method getName = c1.getMethod("getName", null);
      getName.setAccessible(true);
      long startTime = System.currentTimeMillis();
      for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
         getName.invoke(user,null);
      }
      long endTime = System.currentTimeMillis();
      System.out.println("反射关闭检测方法执行需要的时间"+(endTime-startTime)+"ms");
   }
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      test01();
      test02();
      test03();
   }
}

在这里插入图片描述

从中可以看出，普通方法执行最快，反射在没有调用setAccessible情况下，执行的最慢，开启setAccessible可以使程序运行的更快。

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，确保数值的安全性和免去强制类型转化问题，一旦编译完成后，所有与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。

//通过反射获取泛型
public class Test11 {
   public void test01(Map<String,User1> map, List<User1> list){
      System.out.println("tset01");
   }
   public Map<String,User1> test02(){
      System.out.println("test02");
      return null;
   }
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      Method method = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
      Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
      for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
         System.out.println(genericParameterType);
         if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
            //强转参数化类型后获取真实类型
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
               System.out.println(actualTypeArgument);
            }
         }
      }
      Method method2 = Test11.class.getMethod("test02", null);
      Type genericReturnType = method2.getGenericReturnType();
      if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
         //强转参数化类型后获取真实类型
         Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
         for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
            System.out.println(actualTypeArgument);
         }
      }
   }
}

运行结果：
在这里插入图片描述

通过反射获得注解

//通过反射获得注解
public class Test12 {
   public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, SecurityException {
      Tablex annotation = People.class.getAnnotation(Tablex.class);//获得指定注解
      //通过反射获得注解
      Annotation[] annotations = People.class.getAnnotations();
      for (Annotation annotation2 : annotations) {
         System.out.println(annotation2);
      }
      System.out.println(annotation.value());
      Field field = People.class.getDeclaredField("id");
      Fieldx f = field.getAnnotation(Fieldx.class);
      System.out.println(f.col());
      System.out.println(f.type());
      System.out.println(f.legth());
   }
}
@Tablex("db_People")
class People{
   @Fieldx(col="id",type="int",legth = 10)
   private int id;
   @Fieldx(col="name",type="varcher",legth = 3)
   private String name;
   @Fieldx(col="age",type="int",legth = 10)
   private int age;
   public People() {
      super();
   }
   public People(int id, String name, int age) {
      super();
      this.id = id;
      this.name = name;
      this.age = age;
   }
   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 int getAge() {
      return age;
   }
   public void setAge(int age) {
      this.age = age;
   }
   @Override
   public String toString() {
      return "People [id=" + id + ", name=" + name + ", age=" + age + "]";
   }
}
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tablex{
   String value();
}
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fieldx{
   String col();
   String type();
   int legth();
}

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