JAVA（五）反射机制/Annotation

成鹏致远 | lcw.cnblog.com |2014-02-04

反射机制

1.认识Class类

1. 在正常情况下，必须知道一个类的完整路径之后才可以实例化对象，但是在 java中也允许通过一个对象来找到其所在的类的信息，那么这实际上就是 Class类的功能
2. 此时，所有的操作都是反着来的
3. Object类的支持
1. 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()
2. 以上的方法返回值的类型是一个“Class”类，实际上此类是 Java反射的源头，实际上所谓反射就是：可以通过对象反射求出类的名称
3. 
4. Class类
1. Class本身表示一个类的本身，通过 Class可以完整的得到一个类中的完整结构，包括此类中的方法定义，属性定义等
2. 此类在 JDK文档中没有发现任何的构造方法，所以此类的构造方法被私有化了
5. 实例化 Class类对象，方法有三种
1. 第一种：通过 forName()方法
2. 第二种：类.class
3. 第三种：对象.getClass()
6. 一旦可以实例化 Class类之后，就可以进行反射的进一步操作
7. 小结
1. 了解 Class类的作用：反射的源头
2. 三个 Class类的实例化方式，其中要以“forName()”重点掌握，类.class

2.Class类的作用

1. Class主要是反射的源头，不光可以取得对象所在类的信息，也可以直接通过 Class类的方法进行对象的实例化操作，正常情况下，使用关键字 new为对象实例化，如果现在已经实例化好了 Class对象，则就可以通过 Class类中提供的 newInstance()实例化对象
2. 即使不使用关键字 new对象也可以进行实例化操作，反射的作用
3. 【注意】在操作中类中必须存在无参构造方法，否则无法实例化
4. 一般使用反射实例化对象的时候，类中都最好存在一个无参构造，这样的操作比较合理
5. 如果要想调用有参构造，则必须按照以下的步骤进行：
1. 通过 Class类中的 getConstructors()取得本类中的全部构造方法
2. 向构造方法中传递一个对象数组进去，里面包含了构造方法中所需的各个参数
3. 之后通过 Constructor实例化对象
6. 小结
1. 本节的功能是 Class用的最多的功能，而且在开发中用户也会经常使用到的开发模式
2. 在使用 Class实例化对象的时候，必须保证类中存在一个无参构造，否则无法使用

3.反射应用：取得类的结构

1. 通过反射得到一个类的完整结构，需要使用到 java.lang.reflect包中的几个类
1. Constructor：表示类中的构造方法
2. Field：表示类中的属性
3. Method：表示类中的方法
2. 取得一个类所实现的全部接口
1. 使用 Class类中的 getInterfaces()方法
2. 此方法返回一个 Class类的对象数组，之后就可以直接利用 Class类中的 getName()方法输出即可
3. 取得类所继承的父类
1. 一个类可以实现多个接口，但是只能继承一个父类
2. 如果要想取得一个类的父类，可以直接使用 Class类中的 getSuperclass()方法
3. 此方法返回的是 Class实例，和之前得到的接口一样，可以通过 敷衍Name()方法取得名称
4. Constructor类中的几个方法
1. 取得修饰符：public int getModifiers()
2. 取得方法名称：public String getName()
3. 取得参数的类型：public Class<?>[] getParameterTypes()
5. 还原修饰符：直接使用 Modifier类中的 public static String toString(int mod)
6. 取得类中的方法
1. 要想取得一个类的全部方法，可以使用 Class类中的 getDeclaredMethods()方法
2. 此方法返回一个 Method类的对象数组，而如果要想进一步取得方法的具体信息，例如：方法的参数，抛出的异常声明等等，则就必须依靠 Method类
3. 输出本类中的全部方法：public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException
4. 输出全部的方法：public Method[] getMethods() throws SecurityException
5. 取得全部的返回值：public Class<?> getReturnType()
6. 取得全部的参数：public Class<?> getParameterTypes()
7. 取得修饰符：public int getModifiers()
8. 取得异常信息：public Class<?>[] getExceptionTypes()
7. 在一般的开发工具中经常看见随笔提示功能，实际上此功能就是利用以上函数完成的
8. 取得类中的属性
1. 得到实现的接口或父类中的公共属性：public Field[] getFields() throws SecurityException
2. 得到本类中的全部属性：public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException
3. 以上方法返回的都是 Field的数组，每一个 Field对象就表示类中的一个属性
9. 小结
1. 在实际的操作中，取得类的信息的操作代码用户并不会经常开发
2. 一定要熟悉 java.lang.reflect包的作用，反射机制
3. 如何取得属性、方法、构造的名称，修饰符等等

4.Java反射机制深入研究

1. 通过反射调用类中的方法
1. 在正常情况下一个类的对象产生之后，就可以直接调用类中的方法了，如果要想调用的话，则肯定必须清楚的知道要调用的方法名称是什么，之后通过 Class类中的 public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
2. 得到一个方法的 Method对象是，之后通过此 Method对象来执行方法（invoke()），但是在方法调用的时候，因为会牵扯到方法中的参数的问题，所以通过 getMethod()取得的时候，必须设置需要的参数类型
3. 执行的时候还需要传递参数进去，而且还需要实例化对象
2. 通过反射调用类 setter及 getter
1. setter及 getter方法是一个标准的属性的访问方法，如果一个类的属性被封装，则必须通过 setter及 getter方法设置和取得
2. 实际上此方法的操作之所以要这样规定，主要原因是由于反射机制可以给予支持的
3. 通过反射调用属性
1. 如果要操作一个类中的属性，则可以通过 Filed完成，而不必麻烦的通过 setter及 getter
2. 在访问私有属性的时候，必须让这个属性可见：public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException，将其内容设置成 true即可
3. 此操作调用与 setter及 getter无关，但是为了保证程序的安全性，最好还是通过 setter及 getter方法完成调用
4. 通过反射操作数组
1. 反射机制不光只能用在类中，也可以应用在任意的引用数据类型上，当然这就包含了数组，数组使用 Array类完成
2. Class类中存在一个方法：public Class<?> getComponentType()
3. 得到数组指定下标的内容：get(Object array, int index)
4. 修改内容：set(Object array ,int index)
5. 开辟新数组：newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions)
5. 小结
1. 重点理解 setter及 getter方法的调用问题，原理，代码最好可以清楚的掌握
2. 使用反射操作属性是不建议直接使用的

5.动态代理

1. 代理设计：一个操作的接口有两个子类，其中一个是真实主题的实现类，另外一个是代理类，代理实现类要完成比真实主题实现类更多的内容，而且本身还需要处理一些与具体业务有关的程序代码
2. 之前写过的代理实际上称为静态代理，因为一个代理类只能为一个接口服务，那么如果现在有很多个接口的话，那么则肯定代理类就很多了；而且所有的代理操作除了调用的方法不一样之外，其它的操作都一样，则此时肯定是重复的代码
3. InvocationHandler接口：public interface InvocationHandler{public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable}
1. Object proxy：被代理的对象
2. Method method：要调用的方法
3. Object args[]：方法调用时所需要的参数
4. 可以将 InvocationHandler接口的子类想象成一个代理的最终操作类，替换掉 ProxySubject
5. Proxy类
1. Proxy类是专门完成代理的操作类，可以通过此类为一个或多个接口动态地生成实现类
2. public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interface, InvocationHandler h) throws IIIlegalArgumentException
1. ClassLoader loader：类加载器
2. Class<?>[] interfaces：得到全部的接口
3. InvocationHandler h：得到 InvocationHandler接口的子类实例
6. 类加载器
1. 在 Proxy类中的 newProxyInstance()方法中需要一个 ClassLoader类的实例，ClassLoader实际上对应的是类加载器
2. 在Java中主要有以下三种类加载器
1. Bootstrap ClassLoader：此加载器采用 C++编写，一般开发中是看不到的
2. Extension ClassLoader：用来进行扩展类的加载，一般对应的是 jrelibext目录中的类
3. AppClassLoader：加载 classpath指定的类，是最常使用的一种加载器
3. 如果要想得到一个加载器的对象，则肯定使用 class类完成
7. 小结
1. 使用动态代理，可以完成代理的功能，而且可以代理全部的接口

6.高级工厂设计模式

1. 工厂设计模式最大的好处是可以在应用进行解耦合操作
2. 之前写过的工厂设计模式存在的问题：如果想扩充一个子类，则肯定要修改工厂类，如果希望在扩充子类时不用修改工厂类的话，则就必须使用反射完成
3. 如果直接使用反射，则需要输入完整的“包.类”名称，肯定很麻烦，所以，此时可以通过一些配置文件的方式保存这些完整的类路径
1. 
2. 所以此时可以通过属性文件的形式配置所要的子类信息
4. 程序运行的时候，就可以通过属性文件的内容读取出来，之后直接操作属性文件的 key，就可以避免输入过长的类路径
5. 配置文件与程序代码相分离，这种设计思路是以后开发基本思路，当然，最新的设计理念：是在程序中直接通过注释的方式进行配置
6. 小结
1. 反射机制对程序开发所带来的好处
2. 程序代码与配置文件相分离的理论

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Annotation

1.系统内建Annotation

1. Annotation：在 JDK1.5之后增加的一个新特性，这种特性被称为元数据特性，在 JDK1.5之后称为注释，即：使用注释的方式加入一些程序的信息
2. java.lang.annotation.Annotation接口是所有的 Annotation都必须实现的接口
3. 在 JDK1.5之后，系统中已经建立了如下的三个内建的 Annotation类型，用户直接使用即可
1. @Override：覆写的 Annotation
2. @Deprecated：不赞成使用的 Annotation
3. @SuppressWarnings：压制安全警告的 Annotation
4. @Override：表示方法覆写的正确性，使用 @Override注释可以保证程序正确的执行
5. @Deprecated：使用 @Deprecated注释的 Annotation本身是不建议使用的一个操作
6. @SuppressWarnings：用于压制警告信息
1. 可以压制一个警告信息，也可以同时压制多个警告信息，只需要以数组的形式出现即可
2. 在设置注释信息的时候，是以 key->value的形式出现的，所以 @SuppressWarnings也可以直接使用“value={"unchecked","deprecation"}”的方式设置
7. 小结
1. 系统内建的三个 Annotation的作用，可以发现通过注释可以完成一些代码的其它功能

2.自定义Annotation

1. 定义简单的 Annotation：[public] @interface Annotation 名称{数据类型 变量名称();}
2. 之后就可以直接在程序中使用“@Annotation 名称”的格式了
3. 还可以向 Annotation中设置参数，使用变量接收参数
1. 在使用时就必须清楚的指定变量的内容
2. 也可以使用明确的标记，表明内容赋给哪个参数
3. 也可以设置多个参数
4. 还可以设置一个数组进去
5. 以上全部的 Annotation中有一个特点，所有的参数内容需要在使用注释的时候设置上去，那么也可以为一个参数设置默认的内容，在声明的时候使用 default即可，当再去使用此 Annotation的时候就可以不用设置内容
4. 在操作中，对于一个 Annotation而言，有时候会固定其取值范围，只能取固定的几个值，那么这个时候实际上就需要依靠枚举，那么外部使用此 Annotation的时候也需要从枚举固定取值
5. Retention和RetentionPolicy
1. 在 Annotation，可以使用 Retention定义一个 Annotation的保存范围
2. Retention定义中存在了一个 RetentionPolicy的变量，此变量用于指定 Annotation的保存范围，RetentionPolicy包含三种范围
1. 
2. 在三个范围中，最需要关心的就是 RUNTIME范围，因为在执行时候起作用，在以后反射与 Annotation的操作中，也必须使用此种范围
6. 内建 Annotation的 RetentionPolicy
1. 三个内建的 Annotation
2. Override：定义采用的是 @Retention(value=SOURCE),只能在源文件中出现
3. Deprecated：定义采用的是 @Retention(value=RUNTIME)，可以在执行时出现
4. SuppressWarnings：定义采用的是 @Retention(value=SOURCE)，只能在源文件中出现
7. 小结
1. Annotation定义格式，及变量的类型：枚举、数组、普通变量
2. Retention、RetentionPolicy的作用

3.反射与 Annotation

1. 一个 Annotation如果要想让其变得有意义，则必须结合反射机制取得 Annotation中设置的全部内容
2. 系统内建的三个 Annotation，只有 Deprecated的 Annotation的定义范围是 RUNTIME范围
3. 在 Class类中存在与 Annotation操作有关的方法
1. 如果在一个元素中存在注释，则取得全部注释：getAnnotation()
2. 判断一个元素上是否存在注释：isAnnotationPresent()
4. 小结
1. Annotation在实际的开发中，不管如何使用，其最终肯定是结合反射机制
2. 也就是说可以通过 Annotation设置一些内容到一个方法上去，以完成特定的功能

4.深入Annotation

1. 之前定义的 Annotation，如果没有明确的说明可以在任意的位置上使用
2. 如果现在需要指定其使用的范围的话，则就必须使用 @Target注释
3. ElementType的保存范围
1. 
4. 如果希望一个 Annotation可以在类及方法上同时使用的话，则必须设置多个范围
5. @Documented：可以在任何的 Annotation上使用
1. 所有的 Annotation默认情况下都是使用 @Document进行注释的
2. 生成的 javadoc的时候可以通过 @Document设置一些说明信息
6. @Inherited：此注释表示一个 Annotation是否可以被继承下来
7. 如果在父类上使用 @Inherited，则其子类可以将此 Annotation继承下来
8. 小结
1. 熟悉 Documented注释的作用：加入说明信息
2. 熟悉 Target的作用，并使用 Target注释指定注释的使用位置
3. 如果一个 Annotation要想被子类继承下来则使用 Inherited注释说明
4. 反射机制对于操作 Annotation是最重要的