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Java注解和反射

注解（Annotation）

注解是从JDK5.0开始引入的新技术，用于对程序作出解释，使其可以被其他程序（比如编译器等）读取，可以起到检查和约束的作用。

格式：@注释名，还可以添加一些参数值，例如：SuppressWarnings(value="unchecked")

使用范围：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

内置注解

@Override：定义在java.lang.Override中，此注释只适用于修辞方法，表示一个方法声明打算重写超类中的另一个方法证明
@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，你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，我们选择性使用
  - @SuppressWarnings("all")
  - @SuppressWarnings("unchecked")
  - @SuppressWarnings(value={"unchecked","deprecation"})
  - ……

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类型做说明

这些类型和它们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到：

@Target(value={})：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）
- ElementType.METHOD
- ElementType.TYPE
@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：说明将该注解写在javadoc中
@Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

//定义一个注解
//可以去掉value = 直接"value"
@Target(value = ElementType.METHOD)
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@interface MyAnnotation{
//一个类中只能定义一个public，所以这里省去
}

使用@interface自定义注解时，自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口

格式：参数类型＋参数名();
其中每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
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

只有参数名为value时才能省略

@Target(value = ElementType.METHOD)
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@interface MyAnnotation{
	String name() default "";
	int age();
	int id() default -1;
	
	String[] schools() default {"tyut","tyslz"}
}

反射

**动态语言：**是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以删除或是其他结构上的变化。通俗来说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。（主要有Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等语言）

**静态语言：**与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++

Java不是动态语言，但Java可以称之为“准动态语言”。即Java有一定的动态性，我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活。

Java Reflection

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。我们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，我们形象的称之为：反射。

反射的优点和缺点

**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。

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
	//通过反射获取类的Class对象
    //这里的class对象和Object类中getClass得到的是一类对象
	Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");
	Class c2 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");
	Class c3 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");
	Class c4 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");
	
	//通过打印hashCode来判断是否为一个类，得到结果一个类在内存中只有一个Class对象
	System.out.println(c2.hashCode());
	System.out.println(c3.hashCode());
	System.out.println(c4.hashCode());
}

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。

对象反射后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些结构。对于每个类而言，JRE都为其保留了一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定的某个结构(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可以完整的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

class类的创建方式

//1.通过对象获得
Class c1 = person.getClass();

//2.forname获得
Class c2 = Class.forname("com.kuang.reflection.Student");

//3.通过类名.class获得
Class c3 = Student.class;

//4.基本内置类型的包装类都有一个Type属性
Class c4 = Interger.Type;

//5.获得父类类型
Class c5 = c1.getSuperclass();

可以有Class对象的类型

class
interface
array
enum
annotation
primitive type
void

类加载的内存分析

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

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：确保加载的类的信息符合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<clinit>()方法的过程，类构造器<clinit>()方法是由编译器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<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

类初始化分析

类的主动引用：

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（常量在链接阶段就调入类的常量池中了）

类加载器

**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

获取类的运行时结构

//获得属性

Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public属性

fields = c1.getDeclaredFields();//找到全部属性

//获得指定属性
Field name = c1.getDeclaredField("name");

//获得类的方法
Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及其父类的全部public方法

methods = c1.getclaredMethods();//获得本类的所有方法

//获得指定方法
//参数二是返回值类型，分辨重载方法
Method getName = c1.getMethod("getName",null);
Method setName = c1.getMethod("setName",String.class);

//获得构造器
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
constructors = c1.getDeclaredConstructors();

//获得指定的构造器
c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class);

动态创建对象执行方法

//获取class对象
Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");

//构造一个对象 
User user2 = (User)constructor.newInstance();//本质上是调用了类的无参构造器
User user = (User)c1.newInstance();

//通过构造器创建对象
Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class);
User user2 = (User)constructor.newInstance("柴大凡",007,12);

//通过反射调用普通方法
User user3 = (User)c1.newInstance();
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName",String.class);
//invoke:激活
//（对象，"方法的值"）
setName.invoke(user3,"柴小凡");

//通过反射操作属性，不能直接操作私有属性，需要关闭程序的安全检测
Field name = c1.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);//取消安全检测
name.set(user3,"柴🐕凡");

调用指定方法：

Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回Null
若原方法为静态方法，此时形参Object obj可为null
若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
若原方法声明为private，则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private方法

Java注解与反射