Java反射及注解

一、反射

1.动态语言:是指程序在运行是可以改变其结构:新的函数可以引进,已有的函数可以被删除等结构上的变化。比如常见的JavaScript就是动态语言,除此以外Python等也属于动态语言,而C、C++则不属于动态语言。从反射角度说Java属于半动态语言。

2.反射机制:指在运行状态中,对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法;并且对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

3.反射的应用场合

  编译时类型和运行时类型

    在Java程序中许多对象在运行时都会出现两种类型:编译时类型和运行时类型。编译时的类型由声明对象时使用的类型来决定;运行时的类型由实际赋值给对象的类型决定。如:

    Person p = new Student();  其中编译时类型为Person,运行时类型为Student。

  编译时类型无法获取具体方法

    程序在运行时还可能接收到外部传入的对象,该对象的编译时类型为Object,但是程序有需要调用该对象的运行时类型的方法。为了解决这些问题,程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。然而,如果编译时根本无法预知该对象和类属于哪些类,程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息,此时就必须使用到反射了。

4.Java反射API

反射API 用来生成JVM中的类、接口或对象的信息。 

  1)Class类:反射的核心类,可以获取类的属性、方法等信息。

  2)Field类:Java.lang.reflect 包中的类,表示类的成员变量,可以用来获取和设置类中的属性值。

  3)Method类:Java.lang.refect 包中的类,表示类的方法,可以用来获取类中的方法信息或执行方法。

  4)Constructor类:Java.lang.reflect 包中的类,表示类的构造方法。

5.反射使用步骤(获取class对象、调用对象的方法)

  1)获取想要操作的类的Class对象,它是反射的核心,通过Class对象我们可以任意调用类的方法。

  2)调用Class类中的方法,即就是反射的使用阶段。

  3)使用反射API来操作这些信息。

6.获取Class对象的3种方法

  调用某个对象的getClass()方法

    Person p = new Person();

    Class clazz = p.getClass();

  调用某个类的class属性来获取该类对应的Class对象

    Class clazz = Person.class;

  使用Class 类中的forName()静态方法(最安全/性能最好)

    Class clazz = Class.forName("类的全路径");

 1 当我们获得了想要操作的类的 Class 对象后,可以通过 Class 类中的方法获取并查看该类中的方法和属性。
 2 //获取 Person 类的 Class 对象
 3 Class clazz=Class.forName("reflection.Person");
 4 //获取 Person 类的所有方法信息
 5 Method[] method=clazz.getDeclaredMethods();
 6 for(Method m:method){
 7     System.out.println(m.toString());
 8 }
 9 //获取 Person 类的所有成员属性信息
10 Field[] field=clazz.getDeclaredFields();
11 for(Field f:field){
12     System.out.println(f.toString());
13 }
14 //获取 Person 类的所有构造方法信息
15 Constructor[] constructor=clazz.getDeclaredConstructors();
16 for(Constructor c:constructor){
17     System.out.println(c.toString());
18 }

7.创建对象的两种方法

  Class 对象的newInstance()

    1)使用Class对象的newInstance()方法来创建该Class对象对应类的实例,但是这种方法要求该Class对象对应的类有默认的空构造器。

  调用Constructor对象的newInstance()

    2)先使用Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例,通过这种方法可以选定构造方法创建实例。

1 //获取 Person 类的 Class 对象
2 Class clazz=Class.forName("reflection.Person"); 
3 //使用.newInstane 方法创建对象
4 Person p=(Person) clazz.newInstance();
5 //获取构造方法并创建对象
6 Constructor c=clazz.getDeclaredConstructor(String.class,String.class,int.class);
7 //创建对象并设置属性
8 Person p1=(Person) c.newInstance("李四","男",20);

8.JDK动态加载

  Java反射机制允许程序在运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。通过Java的反射机制,可以获得程序内部或第三方JAR包的Class、Method、属性、参数等信息。

  动态加载:程序在运行时调用相应方法,即使其他方法是错误的,程序依旧会执行。

  静态加载:程序在编译时执行,在执行过程中加载所有可能执行到的程序。在这种加载方式下,只要加载中一个方法出错,程序就不能运行。

二、Java注解

1.概念

  Annotation(注解)是Java提供的一种对源程序中元素关联信息和元数据(metadata)的途径和方法。Annotation(注解)是一个接口,程序可以通过反射来获取制定程序中元素的Annotation对象,然后通过该Annotation对象来获取注解中的元数据信息。

2. 四种标准元注解

元注解作用是负责注解其他注解。Java5.0定义了4个标准的meta-annotation类型,它们被用来提供对其他annotation类型作说明。

  @Target  修饰的对象范围

    @Target说明了annotation所修饰的对象范围:annotation可被用于packages、types(类、接口、枚举、annotation类型)、类型成员(方法、构造方法、成员变量、枚举值)、方法参数和本地变量(如循环变量、catch参数)。在annotation类型的声明中使用了target可更加明晰其修饰的目标。

  @Retention 定义被保留的时间长短

    Retention定义了该annotation被保留的时间长短: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(即:被描述的注解在什么范围内有效),取值(RetentionPoicy)有:

      SOURCE:在源文件中有效(即源文件保留)

      CLASS:在class文件中有效(即class保留)

      RUNTIME:在运行时有效(即运行时保留)

  @Documented 描述-javadoc

    @Documented用于描述其他类型的annotation应该被作为被标注的程序成员的公共API,因此可以被例如javadoc此类的工具文档化。

  @Inherited 阐述了某个被标注的类型是被继承的

    @Inherited元注解是一个标记注解,@Inherited阐述了某个被标注的类型是被继承的。如果一个使用了@Inherited修饰的annotation类型被用于一个class,则这个annotation将被用于该class的子类。

3.注解处理器

  如果没有用来读取注解的方法和工作,那么注解也就不会比注释更有用处了。使用注解的过程中,很重要的一部分就是创建与使用注解处理器。Java SE5扩展了反射机制的API,以帮助程序员快速的构造自定义注解处理器。下面实现一个注解处理器。

 1  /1:*** 定义注解*/
 2 @Target(ElementType.FIELD)
 3 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 4 @Documented
 5 public @interface FruitProvider {
 6      /**供应商编号*/
 7     public int id() default -1;
 8     /*** 供应商名称*/
 9     public String name() default ""10     /** * 供应商地址*/
11     public String address() default "";
12 }
13 //2:注解使用
14 public class Apple {
15      @FruitProvider(id = 1, name = "陕西红富士集团", address = "陕西省西安市延安路")
16      private String appleProvider;
17      public void setAppleProvider(String appleProvider) {
18          this.appleProvider = appleProvider;
19      }
20      public String getAppleProvider() {
21          return appleProvider;
22      
23 }
24 /3:*********** 注解处理器 ***************/
25 public class FruitInfoUtil {
26      public static void getFruitInfo(Class<?> clazz) {
27      String strFruitProvicer = "供应商信息:";
28      Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();//通过反射获取处理注解
29      for (Field field : fields) {
30          if (field.isAnnotationPresent(FruitProvider.class)) {
31              FruitProvider fruitProvider = (FruitProvider) field.getAnnotation(FruitProvider.class);//注解信息的处理地方 
32         strFruitProvicer = " 供应商编号:" + fruitProvider.id() + " 供应商名称:"
33           + fruitProvider.name() + " 供应商地址:"+ fruitProvider.address();
34           System.out.println(strFruitProvicer);
35              }
36          }
37      }
38 }
39 public class FruitRun {
40      public static void main(String[] args) {
41          FruitInfoUtil.getFruitInfo(Apple.class);
42 /***********输出结果***************/
43 // 供应商编号:1 供应商名称:陕西红富士集团 供应商地址:陕西省西安市延
44      }
45 }

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