1 注解简介
注解（Annotation）是从JDK5.0开始引入的新技术
作用：
- 对程序作出解释（非必须，检查和束缚）
- 被其余程序读取（编译器）
格局：@注解名（有的还能够增加参数值）
Annotation能够附加在package, class, method, field 等下面，相当于给他们增加了额定的辅助信息，能够通过反射机制编程实现对这些元数据的拜访
1.1 内置注解
@Override：重写父类办法
@Deprecated：不举荐应用
@SuppressWarnings("all")：克制正告
1.2 元注解
作用：注解其余注解，为其余annotation提供阐明
Java定义了4个规范的meta-annotation类型：@Target, @Retention, @Document, @Inherited
- @Target：形容注解的应用范畴
- @Retention：形容注解的生命周期（SOURCE<CLASS<RUNTIME）
- @Documented：阐明该注解被蕴含在javadoc中
- @inherited：阐明子类能够继承父类中的该正文
1.3 自定义注解
格局：public @ interface 注解名 {定义内容}
public class Test extends Object{ //注解能够显式赋值，如果没有默认值，则必须赋值 @MyAnnotation(name = "XXX",schools = {"门头沟大学","家里蹲大学"}) public void test() { }}//定义一个注解//Target 形容注解应用范畴@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})//Retention 形容注解失效工夫@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)//Documented 示意将注解生成在javadoc中@Documented//Inherited 示意子类能够继承父类的注解@Inherited@interface MyAnnotation{ //注解的参数：参数类型+参数名() //如果只有一参数，倡议命名为value String name() default ""; int age() default 0; int id() default -1; String[] schools() default {""};}2 反射机制
动态语言VS动静语言
- 动静语言：运行时代码能够依据某些条件扭转本身构造（C#, JavaScript, Python...）
- 动态语言：运行时构造不可变（Java, C, C++...）
Java不是动静语言，但Java能够利用反射机制取得相似动静语言的个性
反射机制（Reflection）容许程序在执行期借助于Reflection API获得任何类的外部信息，并能间接操作任意对象的外部属性及办法
性能：
- 运行时进行与类（对象）相干的操作
- 运行时解决注解
- 生成动静代理（AOP）
长处：实现动静创建对象和编译，体现出很大的灵活性
毛病：对性能有影响。应用反射基本上是一种解释操作，这类操作总是慢于间接执行雷同的操作
次要API：java.lang.Class...
2.1 Class类
Object类中定义了getClass()办法，被所有子类继承
<img src="https://s1.ax1x.com/2020/09/18/whTVsK.png"/>
获取Class类的实例：
public class Test01 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Person person = new Student(); System.out.println("这个人是："+person.name); //一个类在内存中只有一个Class对象 //一个类被加载后，类的整个构造都会被封装在Class对象中 //获取类的Class对象 //形式一：通过对象取得 Class c1 = person.getClass(); System.out.println(c1.hashCode()); //形式二：通过Class.forName取得 Class c2 = Class.forName("com.zhg.reflection.Student"); System.out.println(c2.hashCode()); //形式三：通过类名.class取得 Class c3 = Student.class; System.out.println(c3.hashCode()); //形式四：根本内置类型的包装类都有一个TYPE属性 Class c4 = Integer.TYPE; System.out.println(c4); //取得父类类型 Class c5 = c1.getSuperclass(); System.out.println(c5); }}class Person{ public String name; public Person() { super(); } public Person(String name) { super(); this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(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() { }}哪些类型能够有Class对象？
import java.lang.annotation.ElementType;//所有类型的Class对象public class Test02 { 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; //枚举 Class c7 = Integer.class; //根本数据类型包装类 Class c8 = void.class; //void Class c9 = Class.class; //Class System.out.println(c1); //class java.lang.Object System.out.println(c2); //interface java.lang.Comparable System.out.println(c3); //class [Ljava.lang.String; System.out.println(c4); //class [[I System.out.println(c5); //interface java.lang.Override System.out.println(c6); //class java.lang.annotation.ElementType System.out.println(c7); //class java.lang.Integer System.out.println(c8); //void System.out.println(c9); //class java.lang.Class //只有元素类型与维度一样，就是同一Class int[] a = new int[10]; int[] b = new int[100]; System.out.println(a.getClass().hashCode()); System.out.println(b.getClass().hashCode()); }}2.2 内存剖析
Java内存：堆（办法区），栈
堆：寄存new的对象和数组，能够被所有线程共享
办法区：非凡的堆，寄存所有class和static变量
栈：寄存根本变量类型，援用类型的变量
2.2.1 类的加载过程
加载（Load）：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些<u>静态数据</u>转换成办法区的<u>运行时数据结构</u>，而后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
链接（Link）：将Java类的<u>二进制代码</u>合并到JVM的运行状态（JRE）中的过程
- 验证：确保加载类信息合乎JVM标准，没有平安问题
- 筹备：为类变量（static）分配内存并设置默认初始值
- 解析：虚拟机常量池的符号（常量名）援用替换为间接援用（地址）的过程
初始化（Initialize）：
- 执行类结构器<clinit>()办法的过程（类结构器是结构类信息的）
- 先触发父类的初始化
- 保障<clinit>()办法在多线程环境中被正确加锁和同步
public class Test03 { 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，链接完结后 m = 0 3.初始化 <clinit>(){ System.out.println("A类动态代码块初始化"); m = 300; m = 100; } m = 100; */ }}class A{ static { System.out.println("A类动态代码块初始化"); m = 300; } static int m = 100; public A() { System.out.println("A类的无参结构器初始化"); }}2.2.2 类的初始化
什么时候会产生类的初始化？
类的被动援用（肯定会产生类的初始化）
- 虚拟机启动时先初始化main办法所在的类
- new一个类的对象
- 调用类的动态成员和静态方法（除了final常量）
- 对类进行反射调用
- 当初始化一个类时，先初始化其父类
类的被动援用（不会产生类的初始化）
- 当拜访<u>动态域</u>时，只有真正申明这个于的类才会被初始化
- 通过数组定义<u>类援用</u>，不会触发此类的初始化
- 援用<u>常量</u>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了）
//测试类什么时候会初始化public class Test04 { static { System.out.println("main类被加载"); } public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { //1.被动援用 //Son son = new Son(); //反射也会产生被动援用 //Class.forName("com.zhg.reflection.Son"); //不会产生类的援用的办法 //System.out.println(Son.b); //Son[] array = new Son[5]; System.out.println(Son.M); }}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;}2.2.3 类加载器
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办法区的运行时数据结构，而后在堆中生成这个类的Class对象，作为办法区中类数据的拜访入口
类缓存：类加载器加载类时，先按要求查找类，如果某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。
类加载器的类型：
- 疏导类加载器（负责Java外围库）
- 扩大类加载器
- 零碎类加载器
public class Test05 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { //获取零碎类的加载器 ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); System.out.println(systemClassLoader); //获取零碎类加载器的父类加载器-->扩大类加载器 ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent(); System.out.println(parent); //获取扩大类加载器的父类加载器-->根加载器（C/C++） ClassLoader parent1 = parent.getParent(); System.out.println(parent1); //测试以后类是哪个加载器加载的（零碎类加载器） ClassLoader classLoader = Class.forName("com.zhg.reflection.Test05").getClassLoader(); System.out.println(classLoader); //测试JDK内置的类是谁加载的（根加载器） classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader(); System.out.println(classLoader); //如何取得零碎类加载器能够加载的门路 System.out.println(System.getProperty("java.class.path")); //双亲委派机制 //java.lang.String-->多重检测，保障安全性 }}2.2.4 获取类的构造
通过反射获取运行时类的残缺构造
Field, Method, Constructor, Superclass, Interface, Annotation...
//获取类的信息public class Test06 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, SecurityException, NoSuchMethodException { Class c1 = Class.forName("com.zhg.reflection.Person"); Person person = new Person(); c1 = person.getClass(); System.out.println("=================="); //取得类的名字 System.out.println(c1.getName()); //取得包名 + 类名 System.out.println(c1.getSimpleName()); //取得类名 //取得类的属性 Field[] fields = c1.getFields(); //只能找到public属性 for(Field field:fields) { System.out.println(field); } fields = c1.getDeclaredFields(); //找到全副的属性 for(Field field:fields) { System.out.println(field); } //获取指定属性的值 Field name = c1.getDeclaredField("name"); System.out.println(name); System.out.println("=================="); //取得类的办法 Method[] methods = c1.getMethods(); //取得本类及父类的所有public办法 for(Method method:methods) { System.out.println("失常的："+method); } methods = c1.getDeclaredMethods(); //取得本类的所有办法（包含private办法） for(Method method:methods) { System.out.println("getDeclaredMethods："+method); } //取得指定办法 Method getName = c1.getMethod("getName", null); Method setName = c1.getMethod("setName", String.class); System.out.println(getName); System.out.println(setName); System.out.println("=================="); //取得指定的结构器 Constructor[] constructors = c1.getConstructors(); //取得public结构器 for(Constructor constructor:constructors) { System.out.println(constructor); } constructors = c1.getDeclaredConstructors(); //取得全副结构器 for(Constructor constructor:constructors) { System.out.println("#"+constructor); } //取得指定的结构器 Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class); System.out.println("指定："+declaredConstructor); }}2.3 理论利用
2.3.1 动静创建对象
动态创建类的对象：调用Class对象的newInstance()办法
- 类必须有一个无参结构器
- 类的结构器的拜访权限须要足够
import java.lang.reflect.Constructor;import java.lang.reflect.Field;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.lang.reflect.Method;//通过反射动静的创建对象public class Test07 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException { //结构Class对象 Class c1 = Class.forName("com.zhg.reflection.Person"); //结构一个对象 Person person = (Person) c1.newInstance(); //实质是调用了类的无参结构器 System.out.println(person); //通过结构器创建对象 Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class); Person person2 = (Person)constructor.newInstance("XX"); System.out.println(person2); //通过反射调用一般办法 Person person3 = (Person) c1.newInstance(); Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class); //invoke(对象，办法参数) setName.invoke(person3, "XXX"); System.out.println(person3.name); System.out.println("================="); //通过反射操作属性 Person person4 = (Person) c1.newInstance(); Field name = c1.getDeclaredField("name"); //不能间接操作公有属性，须要关闭程序的平安检测，属性或者办法的setAccessible(true) name.setAccessible(true); // name.set(person4, "XXXX"); System.out.println(person4.getName()); }}setAccessible参数值为true则批示反射的对象在应用时勾销Java语言拜访查看→进步了反射的效率；使得本来无法访问的公有成员也能够拜访
性能剖析（调用对象的办法）：一般形式 VS 反射形式 VS 敞开检测后反射
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import java.lang.reflect.Method;//剖析性能问题public class Test08 { //一般形式调用 public static void test01() { Person person = new Person(); long startTime = System.currentTimeMillis(); for(int i= 0; i < 1000000000; i++) { person.getName(); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("一般形式执行"+(endTime-startTime)+"ms"); } //反射形式调用 public static void test02() throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException { Person person = new Person(); Class c1 = person.getClass(); Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null); long startTime = System.currentTimeMillis(); for(int i= 0; i < 1000000000; i++) { getName.invoke(person, null); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("反射形式执行"+(endTime-startTime)+"ms"); } //反射形式调用 敞开检测 public static void test03() throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException { Person person = new Person(); Class c1 = person.getClass(); Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null); getName.setAccessible(true); long startTime = System.currentTimeMillis(); for(int i= 0; i < 1000000000; i++) { getName.invoke(person, null); } long endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("敞开检测后反射形式执行"+(endTime-startTime)+"ms"); } public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException { test01(); test02(); test03(); }}2.3.2 获取泛型信息
Java采纳泛型擦除机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给编译器javac应用的，一旦编译实现，所有和泛型无关的类型全副擦除
通过反射操作类型：
import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.ParameterizedType;import java.lang.reflect.Type;import java.util.List;import java.util.Map;//通过反射获取泛型public class Test09 { public void test01(Map<String,Person> map,List<Person> list){ System.out.println("test01"); } public Map<String,Person>test02(){ System.out.println("test02"); return null; } public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException { Method method = Test09.class.getMethod("test01", Map.class,List.class); Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes(); for(Type genericParameterType:genericParameterTypes) { System.out.println("#"+genericParameterType); if(genericParameterType instanceof ParameterizedType) { Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType)genericParameterType).getActualTypeArguments(); for(Type actualTypeArgument:actualTypeArguments) { System.out.println(actualTypeArgument); } } } method = Test09.class.getMethod("test02", null); Type genericReturnType = method.getGenericReturnType(); if(genericReturnType instanceof ParameterizedType) { Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType)genericReturnType).getActualTypeArguments(); for(Type actualTypeArgument:actualTypeArguments) { System.out.println(actualTypeArgument); } } }}2.3.3 获取注解信息
ORM(Object Relationship Mapping)：对象关系映射
- 类和表构造对应
- 属性和字段对应
- 对象和记录对应
利用注解和反射实现类和表构造的映射关系：
import java.lang.annotation.Annotation;import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target;import java.lang.reflect.Field;//练习反射操作注解public class Test10 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, SecurityException { Class c1 = Class.forName("com.zhg.reflection.StudentX"); //通过反射取得注解 Annotation[] annotations = c1.getAnnotations(); for(Annotation annotation:annotations) { System.out.println(annotation); } //获取注解的value值 TableX table = (TableX)c1.getAnnotation(TableX.class); String value = table.value(); System.out.println(value); //获取类指定的注解 Field f = c1.getDeclaredField("name"); FieldX annotation = f.getAnnotation(FieldX.class); System.out.println(annotation.columnName()); System.out.println(annotation.type()); System.out.println(annotation.length()); }}@TableX("db_student")class StudentX{ @FieldX(columnName = "db_id",type = "int",length = 10) private int id; @FieldX(columnName = "db_age",type = "int",length = 10) private int age; @FieldX(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3) private String name; public StudentX() { super(); } public StudentX(int id, int age, String name) { super(); 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 + "]"; }}//类名的注解@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@interface TableX{ String value();}//属性的注解@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@interface FieldX{ String columnName(); String type(); int length();}