注解和反射

1、注解 Annotation

• 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，field等上面，相当于给它们添加了额外的辅助信息，可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问

@Override告诉编译器这个方法是覆盖父类的方法。

@WebServlet(“/test”)表示某个类是一个Servlet，Web容器就会识别这个注解，在运行的时候调用它。

@Controller(“/test”)表示某个类是一个控制器，告诉Spring框架该类是一个控制器。

注解和注释是完全不同的两个东西，看起来有点类似，其实完全不同，注解会影响程序的运行。

注释是给开发人员看的，不会影响程序的编译和运行。注解并不是给开发人员看的，是用于给程序看的，会影响程序的编译和运行，编译器、Tomcat、框架。

1.1、注解的作用范围

自定义开发一个Web容器，基本功能是加载Servlet,需要管理它的生命周期，所以必须先识别程序中的哪些类是Servlet。

程序启动的时候，扫描所有的类，找出添加了@WebServlet注解的类，进行加载。

@WebServlet是在程序运行的时候起作用的，Java就把它的作用范围规定为RUNTIME。
@Override是给编译器看的，编译器工作的时候识别出包含了@Override注解的方法，就去检查它上层父类的相应方法，存在则通过，否则报错。

@Override是编译时候起作用，Java就把它的作用范围规定为SOURCE。

1.2、@Target指定注解针对的地方

ElementType:

ElementType.TYPE 针对类、接口

ElementType.FIELD 针对成员变量

ElementType.METHOD 针对成员方法

ElementType.PARAMETER 针对方法参数

ElementType.CONSTRUCTOR 针对构造器

ElementType.PACKAGE 针对包

ElementType.ANNOTATION TYPE 针对注解

1.3、@Retention指定注解的保留域

RetentionPolicy:

RetentionPolicy.SOURCE 源代码级别，由编译器处理,处理之后就不再保留

RetentionPolicy.CLASS 注解信息保留到类对应的 class文件中

RetentionPolicy.RUNTIME 由JVM读取，运行时使用

1.4、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创新
  • 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，定义注解元素时，经常使用空字符串，0作为默认值.

package chapter;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
//自定义注解
public class test01 {
    @MyAnnotation(name = "dafran", schools = {"清华，北大"})   //注解复制没有顺序
    public void test() {}
    @MyAnnotation2("6b92d6")
    public void test2() {}
}
//元注解
//@Target    表示注解可以用在那些地方
//@Retention   表示 我们的注解在什么地方还有效
//@Documented  表示我们的注解生成在JAVAdoc中
//@Inherited 子类可以继承父类的注解
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface  MyAnnotation{
//    注解参数：注解类型 + 参数名 （）;
    String name() default "";
    int age() default 0;
    int id() default -1;      // default后设默认值   如果默认值为-1，代表不存在
    String[] schools();
}
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation2{
    String value();   //一个时建议用value 可以直接赋值
}

元注解

• 元注解的作用就是负责注解其他注解，Java定义了4个标准的meta-annotation类型，他们被用来提供对其他annotation类型作说明.
• 这些类型和它们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到.(@Target,@Retention,@Documented,@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)（源码级别 < 编译阶段 < 运行时）
  • @Document:说明该注解将被包含在javadoc中
  • @Inherited:说明子类可以继承父类中的该注解

来自知乎的回答，十分具有参考性。

RetentionPolicy.SOURCE 和 CLASS 是用于不同场景的。

• RetentionPolicy.SOURCE：只在本编译单元的编译过程中保留，并不写入Class文件中。这种注解主要用于在本编译单元（这里一个Java源码文件可以看作一个编译单元）内触发注解处理器（annotation processor）的相关处理，例如说可以让注解处理器相应地生成一些代码，或者是让注解处理器做一些额外的类型检查，等等。
• RetentionPolicy.CLASS：在编译的过程中保留并且会写入Class文件中，但是JVM在加载类的时候不需要将其加载为运行时可见的（反射可见）的注解。这里很重要的一点是编译多个Java文件时的情况：假如要编译A.java源码文件和B.class文件，其中A类依赖B类，并且B类上有些注解希望让A.java编译时能看到，那么B.class里就必须要持有这些注解信息才行。
• 
  
  • 同时我们可能不需要让它在运行时对反射可见（例如说为了减少运行时元数据的大小之类），所以会选择CLASS而不是RUNTIME。
• RetentionPolicy.RUNTIME：在编译过程中保留，会写入Class文件，并且JVM加载类的时候也会将其加载为反射可见的注解。这就不用多说了，例如说Spring的依赖注入就会在运行时通过扫描类上的注解来决定注入啥。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface InitMethod {
}

public class InitDemo {
    @InitMethod
    public void init() {
        System.out.println("init...");
    }
    public void test01() {
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class aClass = Class.forName("cn.dafran.InitDemo");
        Method[] methods = aClass.getMethods();
        if (methods != null) {
            for (Method method : methods) {
                boolean isInitMethod = method.isAnnotationPresent(InitMethod.class);
                System.out.println(method.getName()+":"+isInitMethod);
                if (isInitMethod){
                    method.invoke(aClass.getConstructor(null).newInstance(null),null);
                }
            }
        }
    }
}

注解实现是作为标识，通过反射。

https://www.runoob.com/w3cnote/java-annotation.html

内置注解

• @Override：定义在java.lang.Override中，此注释只适用于修辞方法，表示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，此注释可以用于修辞方法，属性，类，表示不鼓励程序员使用这样的元素，通常是因为它很危险或者存在更好的选择。
• @SuppressWarnings：定义在java.lang.SuppressWarnings中,用来抑制编译时的警告信息.
  与前两个注释有所不同，需要添加一个参数才能正确使用，这些参数都是已经定义好了的，选择性的使用就好了.
  • @SuppressWarnings(“all”)
  • @SuppressWarnings(“unchecked”)
  • @SuppressWarnings(value={“unchecked”,”deprecation”})
  • 等等…..

反射 Reflection

https://www.cnblogs.com/hongten/p/hongten_java_reflection.html
使Java从静态成为动态

Java Reflection：

➢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。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，所以形象的称之为：反射。

• 正常方式：引入需要的”包类”名称 ——> 通过new实例化 ——> 取得实例化对象
• 反射方式：实例化对象 ——> getClass()方法 ——> 得到完整的“包类”名称

Java反射优点和缺点

• 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相同的操作。

Java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变量和方法

➢在运行时处理注解

➢生成动态代理 （一个机制）

➢……

反射相关的主要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

➢……

package chapter9;
import com.oracle.webservices.internal.api.databinding.DatabindingMode;
//反射
public class test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//        通过反射获得类的Class对象
        Class c1 = Class.forName("chapter9.User");
        System.out.println(c1);
        Class c2 = Class.forName("chapter9.User");
        Class c3 = Class.forName("chapter9.User");
        Class c4 = Class.forName("chapter9.User");
//        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
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
        System.out.println(c4.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 ：

对象照镜子后(就是getClass()方法 )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(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。

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()**

• 以上的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的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称。

➢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 ：

获得Class类的实例

package chapter9;
//获得Class类的实例
public class test02 {
    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：forname获得
        Class c2 = Class.forName("chapter9.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());
        //方式三：通过类名.class获得
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());
        //方式四：基本内置的包装类都有一个Type属性
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4.hashCode());     
        //获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}
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";
    }
}

哪些类型可以有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

➢primitive type:基本数据类型

➢void

package chapter9;
import java.lang.annotation.ElementType;
//所有类型的Class
public class test03 {
    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;   //基本数据类型
        Class c8 = void.class;  //void
        Class c9 = Class.class; //Class
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c4);
        System.out.println(c5);
        System.out.println(c6);
        System.out.println(c7);
        System.out.println(c8);
        System.out.println(c9);
        //只要元素类型和维度相同，就是同一个Class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());
    }
}

获得类的运行时结构 ：

package chapter9;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class test04 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("chapter9.User");
        //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();    //找到全部的方法
        for (Field field: fields) {
            System.out.println(field);
        }
        //获得指定属性的值
        Field sex = c1.getDeclaredField("sex");     //去掉Declared只能取到public属性的值
        System.out.println(sex);
        //获得类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods();     //获得本类及其父类的全部public方法
        for (Method method: methods) {
            System.out.println("one:"+method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();      //获得本类中所有的方法
        for (Method method: methods) {
            System.out.println("two:"+method);
        }
        //获得指定方法
        //重载时，方法名一样时，用值去判断
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(setName);
        System.out.println(getName);
        //获得类的构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();      //public类
        for (Constructor constructor: constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();        //全部
        for (Constructor constructor: constructors) {
            System.out.println("$"+constructor);
        }
        //获得指定的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定构造器"+declaredConstructor);
    }
}
class User {
    public String name;
    private int age;
    private int id;
    private int sex = 1;
    public User() {
    }
    public User(String name, int age, int id, int sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
        this.sex = sex;
    }
    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 getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public int getSex() {
        return sex;
    }
    public void setSex(int sex) {
        this.sex = sex;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                ", sex=" + sex +
                '}';
    }
}

动态创建对象执行方法 ：

package chapter9;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class test05 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("chapter9.User");
        //构造一个对象
        User user = (User) c1.newInstance();    //本质上调用类的无参构造器
        System.out.println(user);
        //通过构造器创建对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class, int.class);
        User user2 = (User) constructor.newInstance("dafran", 01, 02, 03);      //可以没有无参构造器
        System.out.println(user2);
        //通过反射调用普通方法
        User user3= (User)c1.newInstance();
        //通过反射获得一个方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        setName.invoke(user3, "dafran");
        System.out.println(user3.getName());
        //通过反射操作属性
        User user4 = (User) c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");
        //不可以直接操作私有属性, 需要关闭程序的安全检测
        name.setAccessible(true);  //可访问的————可以访问私有属性
        name.set(user4, "cola");
        System.out.println(user4.getName());
    }
}
class User {
    public String name;
    private int age;
    private int id;
    private int sex = 1;
    public User() {
    }
    public User(String name, int age, int id, int sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
        this.sex = sex;
    }
    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 getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public int getSex() {
        return sex;
    }
    public void setSex(int sex) {
        this.sex = sex;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                ", sex=" + sex +
                '}';
    }
}

反射操作泛型

• 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

//通过反射获取泛型
public class Test09 {
    //参数
    public void test01(Map<String, User> map, List<User> list) {
        System.out.println("test01");
    }
    //返回值
    public Map<String, User> test02() {
        System.out.println("test02");
        return null;
    }
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Method method1 = Test09.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        /*确定泛型传入参数类型*/
        Type[] genericParameterTypes = method1.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 method2 = Test09.class.getMethod("test02", null);
        /*确定泛型返回值类型*/
        Type genericReturnType = method2.getGenericReturnType();
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType) {
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

package chapter9;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
//获得反射获取泛型
public class test07 {
    public void test01(Map<String,User> map, List<User> list) {
        System.out.println("test01");
    }
    public Map<String,User> test02(){
        System.out.println("test02");
        return null;
    }
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        Method method = test07.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();       //获得泛型的参数类型
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
            System.out.println("$"+genericParameterType);
            if (genericParameterType instanceof ParameterizedType) {
                Type[] actualTypeArguments =  ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();      //①强转， ②获得真实参数类型
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }
        method = test07.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);
            }
        }
    }
}

反射操作泛型：

➢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

反射操作注解

• getAnnotations
• getAnnotation

练习：ORM

• 了解什么是ORM?
  • Obiect relationship Mapping—>对象关系映射
    
  • 类和表结构对应
  • 属性和字段对应
  • 对象和记录对应
• 要求：利用注解和反射完成类和表结构的映射关系

//练习反射操作注解
public class Test10 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("cn.dafran.reflection.Student2");
        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
        //获得注解value的值
        Tabledafran tabledafran =(Tabledafran) c1.getAnnotation(Tabledafran.class);
        String value = tabledafran.value();
        System.out.println(value);
        //获得类指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("name");
        Fielddafran annotation = f.getAnnotation(Fielddafran.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());
    }
}
@Tabledafran("db_student")
class Student2 {
    @Fielddafran(columnName = "db_id", type = "int" , length = 10)
    private int id;
    @Fielddafran(columnName = "db_age", type = "int" , length = 10)
    private int age;
    @Fielddafran(columnName = "db_name", type = "String" , length = 20)
    private String name;
    public Student2() {
    }
    public Student2(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", 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;
    }
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tabledafran {
    String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fielddafran {
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

练习:ORM

• 了解什么是ORM ?
  • Object relationship Mapping —>对象关系映射

class Student{
    int id;                //                            id        name        age
    String name;        //            ====>>            001        dafran        3
    int age;            //                            002        cola        4
}

◆类和表结构对应

◆属性和字段对应

◆对象和记录对应

◆要求:利用注解和反射完成类和表结构的映射关系

package chapter9;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
public class test08 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("chapter9.Students");
        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
        //获得注解的value的值
        Tabledafran  tabledafran= (Tabledafran) c1.getAnnotation(Tabledafran.class);
        String value = tabledafran.value();
        System.out.println(value);
        //获得类指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("id");
        Fielddafran annotation = f.getAnnotation(Fielddafran.class);
        System.out.println(annotation.columnNmae());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());
    }
}
@Tabledafran("db_student")
class Students{
    @Fielddafran(columnNmae = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @Fielddafran(columnNmae = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @Fielddafran(columnNmae = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String name;
    public Students() {
    }
    public Students(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 "Students{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tabledafran{
    String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fielddafran{
    String columnNmae();
    String type();
    int length();
}

反射，拿到一个类通过反射，可以得到此类的声明方法和字段。

反射指在运行过程中，对任意一个类和对象都能获取或调用它的方法和属性。这种动态获取和动态调用的过程。

返回的CLass对象

返回此0bject的运行时类。返回的CLass对象是被表示的类的static synchronized方法锁定的对象。

实际结果类型为CLass<? extends |x|>CLass<? extends |X|>其中|X|是擦除在其上调用getclass的表达式的静态类型。例如，此代码段中不需要强制转换：

Number n=0;

CLass<? extends Number> c = n.

getclass();

返回值：代表此对象的运行时类的CLass对象。

外部注 @ org.jetbrains.annotations.Contract

释：

(pure=true)

/*获得运行的真正类的类型*/
Class aClass = object.getClass();

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

Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation

• 实现的全部接口
• 所继承的父类
• 全部的构造器
• 全部的方法
• 全部的Field
• 注解
• 。。。

//获得类的信息
public class Test06 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        Class c1 = Class.forName("cn.dafran.reflection.User");
        //获得类的名字
        System.out.println(c1.getName());   //获得包名+类名
        //获得类的简单名字
        System.out.println(c1.getSimpleName());     //获得类名
        //获得类的属性
        System.out.println("================================");
        //获得类的所有属性，下面两种，与是否是public属性
        Field[] fields = c1.getFields();    //只能找到public属性
        fields = c1.getDeclaredFields();    //找到全部属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        //获得指定属性的值
        /*Field name = c1.getField("name"); */  //只能找到public属性
        Field name = c1.getDeclaredField("name");   //找到指定的属性,尽管是public的
        System.out.println(name);
        //获得类的方法
        System.out.println("================================");
        Method[] methods = c1.getMethods();     //获得本类及其父类的全部public方法
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getMethods:"+method);
        }
        methods = c1.getDeclaredMethods();      //获得本类的所有方法，包括私有的
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods:"+method);
        }
        //获得指定方法
        //重载
        Method getName = c1.getMethod("getName", null);
        Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);
        //获得构造器
        System.out.println("================================");
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println("getConstructors:"+constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();
        System.out.println("getDeclaredConstructors:" + constructors);
        //获得指定的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
        System.out.println("指定："+declaredConstructor);
    }
}

小结

在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。

一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。

如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。

返回的FieLd对象

返回一个FieLd对象，该对象反映此CLass对象表示的类或接口的指定声明字段。name参数是一个String,它指定所需字段的简单名称。

如果此Class对象表示数组类型，则此方法找不到数组类型的Length字段。

/*getDeclaredFiled 仅能获取类本身的属性成员（包括私有、共有、保护）*/
Field ageField = aClass.getDeclaredField("age");
System.out.println(ageField.get(object));
/*知道具体类型*/
System.out.println(ageField.getInt(object));

Method对象

在具有指定参数的指定对象上调用此Method对象表示的基础方法。 各个参数将自动解包以匹配原始形式参数，并且原始参数和引用参数都必须根据需要进行方法调用转换。

如果基础方法是静态的，则忽略指定的obj参数。 它可以为空。

如果基础方法所需的形式参数数量为0，则提供的args数组的长度可以为0或为null。

如果基础方法是实例方法，则使用《 Java语言规范，第二版》第15.12.4.4节中所述的动态方法查找来调用该方法。 特别是，将发生基于目标对象的运行时类型的覆盖。

如果基础方法是静态的，则声明该方法的类（如果尚未初始化）将被初始化。

如果该方法正常完成，则它将返回的值返回给invoke的调用者； 如果值具有原始类型，则首先将其适当包装在对象中。 但是，如果该值具有原始类型的数组的类型，则该数组的元素不会包装在对象中；而是将其包装在对象中。 换句话说，将返回原始类型的数组。 如果基础方法的返回类型为void，则调用返回null。

参数：

obj –调用基础方法的对象

args –用于方法调用的参数

返回值：

使用args参数在obj上分派此对象表示的方法的结果

抛出：

IllegalAccessException如果此Method对象正在强制执行Java语言访问控制，并且基础方法不可访问。

IllegalArgumentException如果该方法是一个实例方法，并且指定的对象参数不是声明基础方法（或其子类或实现者）的类或接口的实例； 如果实际参数和形式参数的数量不同； 如果原始参数的展开转换失败； 或者在可能的解包之后，无法通过方法调用转换将参数值转换为相应的形式参数类型。

reflect.InvocationTargetException如果基础方法抛出异常。

NullPointerException如果指定的对象为null，并且该方法是实例方法。

ExceptionInInitializerError –如果此方法引发的初始化失败。

Method helloMethod = aClass.getDeclaredMethod("hello");
/*invoke(类，传入方法的参数)，此方法无传入参数，因此不写*/
helloMethod.invoke(object);

public class Refl {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Person person = new Person();
        person.age = 12;
        test(person);
    }
    public static void test(Object object) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        /*获得运行的真正类的类型*/
        Class aClass = object.getClass();
        /*getDeclaredFiled 仅能获取类本身的属性成员（包括私有、共有、保护）*/
        Field ageField = aClass.getDeclaredField("age");
        System.out.println(ageField.get(object));
        System.out.println(ageField.getInt(object));
        Method helloMethod = aClass.getDeclaredMethod("hello");
        /*invoke(类，传入方法的参数)，此方法无传入参数，因此不写*/
        helloMethod.invoke(object);
    }
}
class Person {
    int age;
    void hello() {
        System.out.println("hello");
    }
}

通过断点测试，可以看见属性和方法被获取调用。

如果方法加上private

可以判断出在上一行已经获得了对象的方法，但是因为是私有方法不能直接运行，

加上helloMethod.setAccessible(true);

将此对象的accessible标志设置为指示的布尔值。 值为true表示反射的对象在使用时应禁止Java语言访问检查。 值为false表示反射的对象应强制执行Java语言访问检查。

首先，如果有安全管理器，则使用ReflectPermission(“suppressAccessChecks”)权限调用其checkPermission方法。

如果flag为true则引发SecurityException但此对象的可访问性不能更改（例如，如果此元素对象是Class的Constructor对象）。

如果此对象是类java.lang.Class的Constructor对象，并且flag为true，则引发SecurityException 。

参数：

flag – accessible标志的新值

抛出：

SecurityException如果请求被拒绝。

Method helloMethod = aClass.getDeclaredMethod("hello");
/*可以理解为暴力反射*/
helloMethod.setAccessible(true);
/*invoke(类，传入方法的参数)，此方法无传入参数，因此不写*/
helloMethod.invoke(object);

性能对比分析

package chapter9;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class test06 {
    //普通方式调用
    public static void test01() {
        User user = new User();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            user.getName();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通方式执行10亿次:"+(endTime-startTime)+"ms");
    }
    //反射方式调用
    public static void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();
        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方式执行10亿次:"+(endTime-startTime)+"ms");
    }
    //反射方式调用，关闭检测
    public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        User user = new User();
        Class c1 = user.getClass();
        Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
        getName.setAccessible(true);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            getName.invoke(user,null);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("关闭检测执行10亿次:"+(endTime-startTime)+"ms");
    }
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}

普通方式执行10亿次:4ms
反射方式执行10亿次:3136ms
关闭检测执行10亿次:1321ms
Process finished with exit code 0

Java内存分析

类加载过程：

当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤来对该类进行初始化。

类的加载与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.
• 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。

//内存加载
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;
        }
        */
    }
}
class A {
    static {
        System.out.println("A类静态代码块初始化");
        m = 300;
    }
    /*
     m=300
     m=100
     */
    static int m = 100;
    public A() {
        System.out.println("A类的无参构造初始化");
    }
}

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）
  • 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final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，则先会初始化它的父类
• 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）

//测试类的初始化
public class Test04 {
    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();
        //反射也会产生主动
        //Class c1 = Class.forName("cn.dafran.reflection.Son");
        //不会产生类的引用的方法
        //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;
}

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。

//类的加载器
public class Test05 {
    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);
        //获取系统类的加载器的父类加载器 ——> 扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(parent);
        //获取扩展类类的加载器的父类加载器 ——> 根加载器(C/C++)
        ClassLoader parentParent = parent.getParent();
        System.out.println(parentParent);
        //测试当前类是哪个加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("cn.dafran.reflection.Test05").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //测试JDK内置的类是谁加载的
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //如何获得系统类加载器可以加载的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        //双亲委派机制
        //java.lang.String ——>  会依次向上找
        /*
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\charsets.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\localedata.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\sunec.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\jce.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\jsse.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\management-agent.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\resources.jar;
        E:\Program Files\Java\j2sdk\jre\lib\rt.jar;
        E:\WorkSpace\java\AnnoRefle\out\production\AnnoRefle;
        C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.3.3\lib\idea_rt.jar
        */
    }
}