1简 介
JAVA language,语言包,提供利用Java编程语言进行程序设计的基础类。包含Java语言所需要的基本功能类、接口等信息。将基本类型的值封装成对象包装器类（如 Boolean、Character、Integer、Long、Float 和 Double等）;注解;反映;MxBean;Compiler、Runtime、进程Process、线程Thread;Class、ClassLoader、Package、Object等。
2体系结构
2.1 Annotation注解（@interface）
背景：在java中，注解作为程序的元数据嵌入到程序当中，元数据标签的存在并不影响程序代码的编译和执行。所谓Annotation就是提供了一种为程序元素设置元数据的方法，可用于修饰包、类、构造器、方法、成员变量、参数和局部变量（具体详见元注解 Target）的声明。注解可以被一些解析工具或者是编译工具进行解析。Annotation中的信息可以在编译、加载和运行时被读取（具体详见元注解 Retention），并执行相应的处理。当前许多java框架中大量使用注解，如Hibernate、Jersey、Spring.
数据和元数据：数据是指普通文件中的实际数据，而元数据指用来描述一个文件的特征的系统数据，诸如访问权限、文件拥有者以及文件数据块的分布信息等等。在集群文件系统中，分布信息包括文件在磁盘上的位置以及磁盘在集群中的位置。用户需要操作一个文件必须首先得到它的元数据，才能定位到文件的位置并且得到文件的内容或相关属性
引入原因：1）可将方法声明为服务 2）定义了一种标准的描述元数据的方式
定义：使用@interface可自定义注解，类自动继承java.lang.annotation.Annotation接口，不能继承其他的注解或接口。
格式：public @interface 注解名 {定义体},成员变量遵守规则：
以无形参的方法形式来声明，其方法名和返回值定义了该成员变量的名字和返回类型。
使用带有属性的Annotation时，必须为其属性指定值或通过default关键字指定默认值。
属性类型只能是基本类型、String（不允许Integer、Double等）、enum、Class及上述类型的一维数组类型。
JDK Annotation关系图：
5个元注解 meta-annotation
元注解的作用就是负责注解其他注解。Java8定义5个标准的 meta-annotation 类型,即@Target、@Retention、@Repeatable、@Documented、@Inherited，它们被用来提供对其它 annotation 类型作说明(只能作用在注解上，不能作用在其他程序元素上)。
Target 元素种类【重要】
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Target {
ElementType[] value();
}
指示注解类型所适用的程序元素的种类,明晰其修饰的目标.
@Target用来限定一个Annotation可以用于修饰哪些程序元素（可修饰的程序元素由 ElementType 限定），由@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)来限定，表明此注解只能用在注解类型元素的声明上，如果无@interface Target，则在自定义@interface注解时必须在头部加上使用元注解如@Target(value = { ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.LOCAL_VARIABLE, ElementType.FIELD })
ElementType定义：
1 TYPE:类、接口(包括注解类型) 或enum声明描述;
2 FIELD:属性描述; 3.METHOD:方法描述; 4.PARAMETER:参数描述;
5 CONSTRUCTOR:构造器描述; 6.LOCAL_VARIABLE:局部变量描述;
7 Annotation_Type:注解类型描述; 8 PACKAGE:包描述;
9 Type_Parameter:类型参数描述; 10 Type_Use:使用类型;
Retention 保留策略【重要】
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Retention {
RetentionPolicy value();
}
指示注解类型的注解要保留多久。
由@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)来指定保留，如果注解类型声明中不存在 Retention 注解，则保留策略默认为 RetentionPolicy.CLASS。
RetentionPolicy定义：
SOURCE:在源文件中有效（即源文件保留）,编译compiler失效;
CLASS:在class文件中有效（即class保留），默认保留策略,VM运行失效;
RUNTIME:在VM运行时有效（即运行时保留），支持通过反射获取注解信息。
Documented 文档化
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Documented {
}
指示某一类型的注释将通过 javadoc 和类似的默认工具进行文档化。
Inherited 自动继承
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Inherited {
}
指示注解类型被自动继承。
如果在注解类型声明中存在 Inherited 元注解，并且用户在某一类声明中查询该注解类型，同时该类声明中没有此类型的注解，则将在该类的超类中自动查询该注解类型。此过程会重复进行，直到找到此类型的注解或到达了该类层次结构的顶层 (Object) 为止；如果没有超类具有该类型的注解，则查询将指示当前类没有这样的注解。此元注解仅促成从超类继承注解,对已实现接口的注解无效。
Repeatable重复注解（JDK1.8新加）
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Repeatable {
/**
* Indicates the <em>containing annotation type</em> for the
* repeatable annotation type.
* @return the containing annotation type
*/
Class<? extends Annotation> value();
}
允许在同一申明类型（类，属性，或方法）的多次使用同一个注解。
以上5个元注解共性：定义包含@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
注解只能用在注解类型元素的声明上,由 ElementType 限定;@Retention(
RetentionPolicy.RUNTIME)，即运行时 VM 保留注解
Native注解（JDK1.8新加）
@Documented
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Native {}
仅仅用来标记native的属性。
2.2反射Reflect
在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道此类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用此对象的任意一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法 的功能称为java语言反射Reflection机制，使的Java具体了“动态性”。
基本概念
正常情况下，如要使用类，则必须按照如下的步骤操作:
1）使用import导入类所在的包(类java.lang.Class)。
2）明确的使用类名称或接口名称定义对象。
3) 通过关键字new进行类对象实例化(构造方法:reflect.Constructor)。
4) 产生对象可使用”对象.属性”进行类属性的调用(属性reflect.Field)。
而反射过程时不需要明确类型的对象，所有的对象使用Object表示，类关系图：
AnnotatedElement：注解元素操作类。表示运行在当前VM中的程序注解元素，这个接口允许对注解进行反射，该接口中方法返回的所有注释都是不可变的和可序列化的。这个接口的方法返回的数组可能会被调用者修改，而不会影响到返回给其他调用者的数组。
Member：提供类和接口，以获取关于类和对象的反射信息。
GenericDeclaration：声明类型变量的所有实体的公共接口
AccessibleObject：Field,Contrutor,Method类的基本类,用于控制可访问.
Filed：类中的属性
Executable：Constructor,Method共享通用功能的超类
Contrutor：类中的构造器 Method：类中的方法 Annotation：类中的注解
Object:对象类，类层次结构的根 Type：返回这个类的名称(e.g. java.lang.Class) Class：Class代表类的实例(类类型)
Class类-实例化对象
涉及方法：
@CallerSensitive
public T newInstance(){...}//调用类默认无参构造函数实例化类对象
@CallerSensitive
public Constructor<?>[] getConstructors(){...}//取得类之中的全部构造
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes){...}//取得类之中指定参数的构造
package lang.reflect;
public class Person {
private String name = "CJ";
public Person() {
System.out.print("Peson类的无参构造方法,name="+name +"...");
}
public Person(String name) {
this.name = name;
System.out.print("Peson类的带参构造方法,name="+this.name+"...");
}
@Override
public String toString() {
return "Peson类的toString()方法...";
}
public String getName() {
System.out.println("Peson getName="+this.name+"...");
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
System.out.print("Peson setName="+this.name+"...");
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("*1 Class newInstance(),调用类默认无参构造函数 实例化类对象*");
Class<?> defalutClazz = Class.forName("lang.reflect.Person");
Object defalutObj = defalutClazz.newInstance();
System.out.println(defalutObj);
System.out.println("*2 Constructor newInstance(参数值),调用类带参构造函数实例化类对象*");
Class<?> clazz = Class.forName("lang.reflect.Person");
Constructor<?> constu = clazz.getConstructor(String.class);
//Constructor<?> cons[] = clazz.getConstructors();//or get all constructors
Object constuObj = constu.newInstance("CJ-Constructor");
System.out.println(constuObj);
}
}
Output:*1 Class newInstance(),调用类默认无参构造函数 实例化类对象*
Peson类的无参构造方法,name=CJ...Peson类的toString()方法...
*2 Constructor newInstance(参数值),调用类带参构造函数实例化类对象*
Peson类的带参构造方法,name=CJ-Constructor...Peson类的toString()方法...
Constructor类-操作构造方法
@CallerSensitive
public T newInstance(Object ... initargs){...}//调用类带参构造函数实例化类对象
Class类-调用方法Method
涉及方法：
1)取得父类继承而来的方法和本类方法：
取得全部方法 Methods[] getMethods();
取得指定方法 Methods getMethod(String name, Class<?>… parameterType)
2)取得本类定义的方法
取得全部方法 Method[] getDeclaredMethods()
取得指定方法 Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>… parameterType)
Person类启动方法加入代码：
System.out.println("*3 Method 反射调用类中的方法*");
Method msetNameMethod = defalutObj.getClass().getDeclaredMethod("setName",String.class);
msetNameMethod.invoke(defalutObj,"CJ-setName");
Method mgetNameMethod = defalutObj.getClass().getDeclaredMethod("getName", new Class<?>[0]);
mgetNameMethod.invoke(defalutObj);
Output: *3 Method 反射调用类中的方法*
Peson setName=CJ-setName...Peson getName=CJ-setName...
Class类–调用类中的属性Field(尽量不要去使用)
关于类中的属性也可以直接利用反射进行操作，而支持的方法有两类：
1）取得所有继承而来的属性
取得全部属性 public Field[] getFields()
取得指定属性 public Field getField(String name)
2）取得本类定义的属性
取得本类全部属性public Field getDeclareFields()
取得本类全部属性public Field getDeclareField(String name)
Method类-反射调用类中的方法
涉及方法：
public Object invoke(Object obj, Object… args)
Person类启动方法加入代码：
System.out.println("*3 Method 反射调用类中的方法*");
Method _setName = clazz.getMethod("setName",String.class);
_setName.invoke(defalutObj, "CJ-setName");
Method getNameMethod = clazz.getMethod("getName");
getNameMethod.invoke(defalutObj);
Output: *3 Method 反射调用类中的方法*
Peson setName=CJ-setName...Peson getName=CJ-setName...
Method类-常用方法
1）取得方法的返回类型：public Class<?> getReturnType();
2）取得方法的参数：public Class<?> getParameterTypes();
3）取得所有抛出的异常：public Class<?> getExceptionTypes();
Field类-设置/获取属性内容
1)设置属性内容:public void set(Object obj, Object value)
2)取得属性内容:public Object get(Object obj);
Person类启动方法加入代码：
System.out.println("*4 Field类-设置/获取属性内容*");
Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true);//必须设置可访问
nameField.set(defalutObj, "CJ-Field");
System.out.print(nameField.get(defalutObj));
Output:*4 Field类-设置/获取属性内容*
CJ-Field
注:1)Constructor、Method、Field三个类上有一个共同的父类 AccessibleOblect，在这个类中定义了可以取消封装操作:public void setAccessible(boolean flag)
2)参数官网:https://www.programcreek.com/2013/09/java-reflection-tutorial/
2.3基础数据类型
关系图：
public abstract class Number:
4个抽象方法被子类实现，byteValue(),shortValue()被java.math包BigInteger类调用。