注解和反射3(Class类概述)

Class类

 在Object类中定义了以下的方法,此方法将被所有子类继承

public final Class getClass()

 上面方法返回值的类型是一个Class类,此类是Java反射的源头,实际上所谓反射从程序上的运行结果来看特很好理解,即：可以通过对象反射求出类的名称.

         
 对象照镜子后可以得到类的所有信息:类的属性、方法和构造器、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Reflection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

Class类的常用方法

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 c=Person.class;

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

Class c=person.getClass();

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，可能抛出ClassNotFoundException

Class c=Class.forName(“demo.Student”);

4.内置基本数据类型可以直接用类名.Type
5.利用ClassLoader

package Reflection;
//测试Class类的创建方法
public class ClassTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    
    
        Person person=new Student();
        System.out.println("这个人是"+person);
        //方式一：通过类名.class
        Class c1= Student.class;
        System.out.println(c1.hashCode());//获取对象在hash表中的位置
        //方式二：通过对象获得
        Class c2 = person.getClass();
        System.out.println(c2.hashCode());
        //方式三：forName获得
        Class c3= Class.forName("Reflection.Student");
        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);


        //获得父类类型
        Class superclass = c1.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);


    }
}
class Person{
    
    
    public String  name;

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

    public Person() {
    
    
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
class Student extends Person{
    
    
    public Student(){
    
    
        this.name="学生";
    }
}

哪些类可以创建Class对象

package Reflection;

import java.lang.annotation.ElementType;

//所有类型的Class对象获取
//类型的元素与维度只要一样,就是同一个Class。(简言之：同一个类型的hashcode都是一样的)
public class Test2 {
    
    
    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 = void.class;//void
        Class c6 = ElementType.class;//枚举
        Class c7 = Class.class;//本身也是一个类
        Class c8 = Integer.class;//基本数据类型
        Class c9 = Override.class;//注解
    }
}

类的加载

 1.加载: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,然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象.

 2.链接:将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程
  验证:确保加载类的信息符合JVM规范,没有安全方面问题
  准备:正式为类变量(static)分配内存并设置类变量默认初始化的阶段,这些内存都将在方法区中进行分配
  解析:虚拟机常量池的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的过程。

 3.初始化
  执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法是由编译器自动收集类中所有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()方法在多线程环境中被正确加锁和同步

什么时候会发生类初始化

 类的主动引用(一定会发生类的初始化)

  1.当虚拟机启动,先初始化main方法所在的类
  2.new一个类的对象
  3.调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法
  4.使用java.lang.reflect包的方法对类进行发射调用
  5.当初始化一个类,如果其父类没有被初始化,则先会初始化他的父类

 类的被动引用(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。
  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)

类加载器的作用(ClassLoader)

 类加载的作用
  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JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象

       

类加载器有哪些

引导类加载器	用C++编写的是JVM自带的类加载器,负责Java平台核心(rt.jar)库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
扩展类加载器	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	负责java -classpath或 -D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作,最常用的加载器

             

package Reflection;
//获取类加载器
public class Test3   {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    
    
        //获取系统类的加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);
        //获取系统类加载器的父类加载器->扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);
        //获取扩展类加载器的父类加载器->根加载器(c/c++)
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);
        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("Reflection.Test3").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //测试JDK内置的类是谁加载的(根加载器)
        ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1);
        //如何获得系统类加载器可以加载到的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        //双亲委派机制：如果自己写的包和系统的名字一样,运行会选择系统路径的包
    }
}

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

 实现的全部接口
 所继承的父类
 全部构造器
 全部方法
 全部的Field
 注解…

package ClassTest;

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

public class Test2 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
    
    
        Class c = Class.forName("ClassTest.User");

        System.out.println("==========获得类的名字==========");
        System.out.println(c.getName());//相对路径
        System.out.println(c.getSimpleName());//类名

        System.out.println("==========获得类的属性==========");
        Field[] fields = c.getFields();
        for (Field field : fields) {
    
    
            System.out.println("getFields方法获得public属性"+field);
        }
        fields=c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
    
    
            System.out.println("getDeclaredFields方法获得全部属性"+field);
        }
        //getDeclaredField方法获得指定属性
        System.out.println(c.getDeclaredField("name"));

        System.out.println("==========获得类的方法==========");
        Method[] methods = c.getMethods();
        for (Method method : methods) {
    
    
            System.out.println("getMethods方法获得本类及其父类的全部public方法"+method);
        }
        methods=c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
    
    
            System.out.println("getDeclaredMethods方法获得本类的全部方法"+method);
        }
        //getMethod方法获得指定方法
        //重载
        System.out.println(c.getMethod("getAge", null));
        System.out.println(c.getMethod("setAge", int.class));

        System.out.println("==========获得类的构造器==========");
        Constructor[] constructors = c.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
    
    
            System.out.println("getConstructors方法获得public属性构造器"+constructor);
        }
        constructors=c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
    
    
            System.out.println("getDeclaredConstructors方法获得本类全部属性构造器"+constructor);
        }
        //getDeclaredConstructor方法获得指定的构造器
        System.out.println(c.getConstructor(String.class, int.class, int.class));//public属性
        System.out.println(c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class));//本类所有

    }

}

动态创建对象执行方法

package ClassTest;

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

//动态创建对象,通过反射
public class Test3 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
    
    
        //获得Class对象
        Class c1 = User.class;

        //构造一个对象
        User user =(User) c1.newInstance();//本质调用了类的无参构造器
        System.out.println(user);

        //通过构造器创建对象
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        User user1 = (User) declaredConstructor.newInstance("zl", 12, 12);
        System.out.println(user1);

        //通过反射调用普通方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        //invoke:激活 (对象,"方法的值")
        setName.invoke(user,"zl");
        System.out.println(user.getName());

        //通过反射操作属性
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        //不能直接访问私有属性,需要关闭安全检测
        name.setAccessible(true);
        name.set(user,"szy");
        System.out.println(user.getName());
    }
}

setAccessible

 Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法；
 setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
 参数为true则指示反射的对象在使用时候应该取消Java语言访问检查。
  提高反射效率。如果代码中必须用反射,而该句代码需要频繁的被调用,那么设置为true。
  使得原本无法访问的私有成员也可以访问
 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

反射操作泛型

 Java采用泛型擦除的机制来引入泛型,Java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

package ClassTest;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;

//通过反射操作泛型
public class Test4 {
    
    
    public void test1(Map<String,User> map,List<User>list){
    
    
        System.out.println("test1");
    }
    public  Map<String,User>test2(){
    
    
        System.out.println("test2");
            return  null;
    }
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
    
    

        Method method = Test4.class.getMethod("test1", Map.class, List.class);

        //获取方法参数类型
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
    
    
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
    
    
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
    
    
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }

            }
        }
        //获取方法返回值类型
        method=Test4.class.getMethod("test2",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
    
    
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
    
    
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }


}

反射操作注解

package ClassTest;

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

//反射操作注解

public class Test5 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
    
    
        Class studentClass = Student.class;

        //获取所有注解
        Annotation[] annotations = studentClass.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
    
    
            System.out.println(annotation);
        }

        //获取指定value值
        TableName annotation = (TableName) studentClass.getAnnotation(TableName.class);
        System.out.println(annotation.value());


        //获得指定的注解
        Field name = studentClass.getDeclaredField("name");
        FiledName annotation1 = name.getAnnotation(FiledName.class);
        System.out.println(annotation1.columnName());
        System.out.println(annotation1.length());
        System.out.println(annotation1.type());
    }

}
@TableName("tb_stu")
class Student{
    
    
    @FiledName(columnName = "tb_id",type = "int", length = 10)
    private int id;
    @FiledName(columnName = "tb_age",type = "int", length = 10)
    private int age;
    @FiledName(columnName = "tb_name",type = "varchar", length = 10)
    private String name;

    public Student() {
    
    
    }

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


//类注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableName{
    
    
    String value();
}
//字段注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FiledName{
    
    
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

ps:狂神