注解与反射1.1、什么是注解 Annotation是从JDK5.0开始引入的新技术 Annotation的作用：不是程

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1.1、什么是注解

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（conmment）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，相当于给他们添加了额外的辅助信息，我们可以通过反射机制编程实现对这些元数据的访问

1.2、内置注解

三个内置注解：Override， Deprecated，SuppressWarnings

 //什么是注解
 public class Test01 extends Object {
 
     /*
     * 下面是三个内置注解
     */
     
     //@Override 重写的注解
     @Override
     public String toString() {
         return super.toString();
     }
 
     //@Deprecated  不推荐程序员使用，但是可以使用，或者存在更好的方式
     @Deprecated
     public static void test(){
         System.out.println("Deprecated");
     }
 
     @SuppressWarnings("all")
     public void test02(){
         List list = new ArrayList();
     }
 
     public static void main(String[] args) {
         //new Test01().test();
         test(); //test()方法加上static就可以直接调用
     }
 }

1.3、元注解

元注解的作用就是负责注解其他的注解，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,@Document,@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）
- @Document:说明该注释将被包含在javadoc中
- @Inherited：说明子类可以继承父类中的该注释

 //测试 元注解
 @MyAnnotation
 public class Test02 {
 
     public void test(){
 
     }
 }
 
 //定义一个注解
 //Target    表示我们的注解可以用在什么地方
 @Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
 
 //Retention 表示我们的注解在什么地方还有效
 //RUNTIME>CLASS>SOURCE
 @Retention(value = RetentionPolicy.SOURCE)
 
 //Documented  表示是否将我们的注解生成在javadoc中
 @Documented
 //Inherited 子类可以继承父类的注解
 @Inherited
 @interface MyAnnotation{
 
 }

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 注释名 {定义内容}
- 其中的每一个方法实际上是声明了一个配置函数
- 方法的名称就是就是参数的名称
- 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
- 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，我们定义注解元素时，经常使用空字符串，0作为默认值

 //自定义注解
 public class Test03 {
     //如果有default，就可以不用赋值
     @MyAnnotation2(age = 23)
     public void test(){
 
     }
     @MyAnnotation3("rop") //只有参数是value时，才可以不写参数名
     public void test2(){
 
     }
 }
 
 @Target(value = {ElementType.ANNOTATION_TYPE,ElementType.METHOD})
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @interface MyAnnotation2{
     //注解的参数：参数类型 + 参数名（）
     String name() default "";
     int age();
     int id() default -1; //默认值为-1，代表不存在
     String[] school() default {"清华大学","西部开源"};
 }
 
 @Target(value = {ElementType.ANNOTATION_TYPE,ElementType.METHOD})
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @interface MyAnnotation3{
     String value();
 }

1.5、反射

 //什么是反射
 public class Test01 {
     public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
         //通过反射来获取类的Class对象
         Class c1 = Class.forName("com.rop.reflection.User");
         System.out.println(c1);
 
         Class c2 = Class.forName("com.rop.reflection.User");
         Class c3 = Class.forName("com.rop.reflection.User");
         Class c4 = Class.forName("com.rop.reflection.User");
 
         //一个类在内存中只有一个Class对象
         //一个类被加载后，整个类的结构都被封装在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 int id;
     private String name;
     private int age;
 
     public User() {
     }
 
     public User(int id, String name, int age) {
         this.id = id;
         this.name = name;
         this.age = age;
     }
 
     public int getId() {
         return id;
     }
 
     public void setId(int id) {
         this.id = id;
     }
 
     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;
     }
 
     @Override
     public String toString() {
         return "User{" +
                 "id=" + id +
                 ", name='" + name + ''' +
                 ", age=" + age +
                 '}';
     }
 }

1.6、Class类

对象照镜子后可以得到的信息：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。

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。

方法名	功能说明
static ClassforName(String name)	返回指定类名name的Class对象
Object newInstance()	调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName()	返回此Class对象所表示的实体（类，接口，数组类或void）的名称
Class getSuperClass()	返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getinterfaces()	获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors()	返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMothed(String name,Class.. T)	返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields()	返回Field对象的一个数组

获取Class类的实例

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 cla = Person.class;
```
已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
```
 Class cla = person.getClass();
```
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 cla = Class.forName("demo01.Student");
```
内置基本数据类型可以直接用类名.Type
还可以利用ClassLoader

 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("com.rop.reflection.Student");
         System.out.println(c2.hashCode());
 
         //方式三：类名获取
         Class c3 = Student.class;
         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); //得到c4的类型
 
         //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

//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);

        //只要元素类型与维度一样，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());
    }
}

1.7、类加载内存分析

public class Test04 {
    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;
                 }
                 m = 100;
        * */
    }
}

class A{
    static {
        System.out.println("A类静态代码块初始化");
        m = 300;
    }

    static int m = 100;

    public A() {
        System.out.println("A类无参构造初始化");
    }
}

1.8、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）

//测试类什么时候会初始化
public class Test05 {
    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();

        //2.反射也可以产生主动引用
        //Class.forName("com.rop.reflection.Son");

        //3.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); //父类子类都不会被初始化
    }
}

class Father{
    static int b = 10;
    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}

class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        int m = 300;
    }

    static int m = 100;
    static final int M = 1;
}

1.9、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的数据结构，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。

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //获取系统类加载器
        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);

        //测试分别是什么类加载器加载的
        ClassLoader classLoader = Class.forName("com.rop.reflection.Test06").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //测试Object类是由什么类加载器加载的
        classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
    }
}

1.10、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 Test07 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class c1 = Class.forName("com.rop.reflection.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

        System.out.println("===========================");
        //获得类的属性
        Field[] fields = c1.getFields(); //getFields()只能获得public的属性
        fields = c1.getDeclaredFields(); //getDeclaredFields()能获得全部的属性
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        //获得指定属性的值
        Field names = c1.getDeclaredField("name");
        System.out.println(names);
        System.out.println("===========================");
        //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("正常的："+Method);
        }
        Methods = c1.getDeclaredMethods(); //获得本类的所有方法
        for (Method Method : Methods) {
            System.out.println("getDeclaredMethods："+Method);
        }
        System.out.println("===========================");
        //获得指定方法
        Method getName = c1.getMethod("getName",null);
        Method setName = c1.getMethod("setName",String.class);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);

        System.out.println("===========================");
        //获得类的构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        constructors = c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

        System.out.println("===========================");
        //获得指定的类的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class,String.class, int.class);
        System.out.println("指定："+declaredConstructor);
    }
}

1.11、动态创建对象执行方法

//通过反射来创建对象
public class Test08 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        //获得class对象
        Class c1 = Class.forName("com.rop.reflection.User");

        //构造一个对象
//        User user = (User)c1.newInstance(); //只能通过无参构造，不能使用有参构造
//        System.out.println(user);

        //通过构造器构造对象
//        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class, String.class, int.class);
//        User user2 = (User) constructor.newInstance(001, "rop", 18);
//        System.out.println(user2);

        //通过反射调用普通方法
        User user3 = (User)c1.newInstance();
        //通过反射获取一个方法
        Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
        //invoke:激活的意思
        //invoke(对象，方法的值)
        setName.invoke(user3,"rop");
        System.out.println(user3.getName());

        System.out.println("==================");
        //通过反射操作属性
        User user4 = (User)c1.newInstance();
        Field name = c1.getDeclaredField("name");

        //不能直接操作私有属性，必须关闭程序的安全检测
        name.setAccessible(true);
        name.set(user4,"rop2");
        System.out.println(user4.getName());
    }
}

setAccessible

1.12、性能测试

//性能测试
public class Test09 {

    //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("普通方法执行10亿次：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    //通过反射调用
    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("反射方法执行10亿次：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    //通过反射调用,关闭安全检测
    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 {
        //普通方法
        test01();
        //反射方法
        test02();
        //反射方法，关闭检测
        test03();
    }
}

结果

普通方法执行10亿次：4ms
反射方法执行10亿次：2585ms
反射方法执行10亿次：1285ms

1.13、反射操作泛型

Java采用泛型擦除机制来引入泛型，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 Test10 {
    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 = Test10.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);
                }
            }
        }
        System.out.println("=======================================================");
        method = Test10.class.getMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        System.out.println("#" + genericReturnType);
        if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
            Type[] actualTypeArguments = ( (ParameterizedType) genericReturnType ).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

1.14、反射操作注解

getAnnotations
getAnnotation

public class Test11 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class c1 = Class.forName("com.rop.reflection.Student2");
        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
        //获得注解的value值
        TableRop tableRop = (TableRop)c1.getAnnotation(TableRop.class);
        System.out.println(tableRop.value());
        //获得指定注解的值
        Field field = c1.getDeclaredField("id");
        FieldRop annotation = field.getAnnotation(FieldRop.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());
    }
}

@TableRop("db_student")
class Student2{
    @FieldRop(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @FieldRop(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @FieldRop(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
    private String name;

    public Student2() {
    }

    public Student2(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 "Student2{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + ''' +
                '}';
    }
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableRop{
    String value();
}

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldRop{
    String columnName();
    String type();
    int length();
}