Java反射及注解

一、反射

动态语言：是指程序在运行是可以改变其结构：新的函数可以引进，已有的函数可以被删除等结构上的变化。比如常见的JavaScript就是动态语言，除此以外Python等也属于动态语言，而C、C++则不属于动态语言。从反射角度说Java属于半动态语言。

反射机制：指在运行状态中，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法；并且对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。在Java中，只要给定类的名字，那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

反射机制主要提供了以下功能：

• 　　在运行时判定任意一个对象所属的类；
• 　　在运行时创建对象；
• 　　在运行时判定任意一个类所具有的成员变量和方法；
• 　　在运行时调用任意一个对象的方法；
• 　　生成动态代理；

哪里用到反射机制?

　　jdbc中有一行代码：Class.forName('com.mysql.jdbc.Driver.class'); 加载MySQL的驱动类。这就是反射，现在很多框架都用到反射机制，hibernate，struts都是用反射机制实现的。

反射的应用场合

　　编译时类型和运行时类型

　　　　在Java程序中许多对象在运行时都会出现两种类型：编译时类型和运行时类型。编译时的类型由声明对象时使用的类型来决定；运行时的类型由实际赋值给对象的类型决定。如：

　　　　Person p = new Student();　　其中编译时类型为Person，运行时类型为Student。

　　编译时类型无法获取具体方法

　　　　程序在运行时还可能接收到外部传入的对象，该对象的编译时类型为Object，但是程序有需要调用该对象的运行时类型的方法。为了解决这些问题，程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。然而，如果编译时根本无法预知该对象和类属于哪些类，程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息，此时就必须使用到反射了。

Java反射API

反射API 用来生成JVM中的类、接口或对象的信息。

　　1）Class类：反射的核心类，它表示正在运行的Java应用程序中的类和接口。可以获取类的属性、方法等信息。

　　2）Field类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的成员变量，可以用来获取和设置类或接口中的属性值。

　　3）Method类：Java.lang.refect 包中的类，表示类的方法，可以用来获取类或接口中的某个方法信息或执行方法。

　　4）Constructor类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的构造方法。

反射使用步骤（获取class对象、调用对象的方法）

　　1）获取想要操作的类的Class对象，它是反射的核心，通过Class对象我们可以任意调用类的方法。

　　2）调用Class类中的方法，即就是反射的使用阶段。

　　3）使用反射API来操作这些信息。

获取Class对象的4种方法

　　调用某个对象的getClass()方法（即对象名.getClass）

　　　　Person p = new Person();

　　　　Class clazz = p.getClass();

　　调用某个类的class属性来获取该类对应的Class对象（即类名.class）

　　　　Class clazz = Person.class;

　　使用Class 类中的forName()静态方法（最安全/性能最好）

　　　　Class clazz = Class.forName("类的全路径");

　　如果是基本类型的包装类，则可以通过调用包装类的Type属性来获得改包装类的Class对象。

　　　　例：Class<?> claszz = Integer.TYPE;

 当我们获得了想要操作的类的 Class 对象后，可以通过 Class 类中的方法获取并查看该类中的方法和属性。
 //获取 Person 类的 Class 对象
 Class clazz=Class.forName("reflection.Person");
 //获取 Person 类的所有方法信息
 Method[] method=clazz.getDeclaredMethods();
 for(Method m:method){
     System.out.println(m.toString());
 }
 //获取 Person 类的所有成员属性信息
 Field[] field=clazz.getDeclaredFields();
 for(Field f:field){
     System.out.println(f.toString());
 }
 //获取 Person 类的所有构造方法信息
 Constructor[] constructor=clazz.getDeclaredConstructors();
 for(Constructor c:constructor){
     System.out.println(c.toString());
 }

创建对象的两种方法

　　Class 对象的newInstance()

　　　　1）使用Class对象的newInstance()方法来创建该Class对象对应类的实例，但是这种方法要求该Class对象对应的类有默认的空构造器。

　　调用Constructor对象的newInstance()

　　　　2）先使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例，通过这种方法可以选定构造方法创建实例。

 //获取 Person 类的 Class 对象
 Class clazz=Class.forName("reflection.Person");
 //使用.newInstane 方法创建对象
 Person p=(Person) clazz.newInstance();
 //获取构造方法并创建对象
 Constructor c=clazz.getDeclaredConstructor(String.class,String.class,int.class);
 //创建对象并设置属性
 Person p1=(Person) c.newInstance("李四","男",20);

JDK动态加载

　　Java反射机制允许程序在运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。通过Java的反射机制，可以获得程序内部或第三方JAR包的Class、Method、属性、参数等信息。

　　动态加载：程序在运行时调用相应方法，即使其他方法是错误的，程序依旧会执行。

　　静态加载：程序在编译时执行，在执行过程中加载所有可能执行到的程序。在这种加载方式下，只要加载中一个方法出错，程序就不能运行。

反射机制的优缺点？

优点：
　　1）能够运行时动态获取类的实例，大大提高程序的灵活性。

　　2）与Java动态编译相结合，可以实现无比强大的功能。

缺点：

　　1）使用反射的性能较低。Java反射是要解析字节码，将内存中的对象进行解析。

　　解决方案：

　　　　a. 由于JDK的安全检查耗时较多，所以通过setAccessible(true)的方式关闭安全检查来（取消对访问控制修饰符的检查）提升反射速度。

　　　　b. 需要多次动态创建一个类的实例的时候，有缓存的写法会比没有缓存要快很多。

　　　　c. ReflectASM工具类，通过字节码生成的方式加快反射速度。

　　2）使用反射相对来说不安全，破坏了类的封装性，可以通过反射获取这个类的私有方法和属性。

二、Java注解

1、概念

　　Annotation（注解）是Java提供的一种对源程序中元素关联信息和元数据（metadata）的途径和方法。Annotation（注解）是一个接口，程序可以通过反射来获取制定程序中元素的Annotation对象，然后通过该Annotation对象来获取注解中的元数据信息。

2、四种标准元注解

元注解作用是负责注解其他注解。Java5.0定义了4个标准的meta-annotation类型，它们被用来提供对其他annotation类型作说明。

　　@Target  修饰的对象范围

　　　　@Target说明了annotation所修饰的对象范围：annotation可被用于packages、types（类、接口、枚举、annotation类型）、类型成员（方法、构造方法、成员变量、枚举值）、方法参数和本地变量（如循环变量、catch参数）。在annotation类型的声明中使用了target可更加明晰其修饰的目标。

　　@Retention 定义被保留的时间长短

　　　　Retention定义了该annotation被保留的时间长短：表示需要在什么级别保存注解信息，用于描述注解的生命周期（即：被描述的注解在什么范围内有效），取值（RetentionPoicy）有：

　　　　　　SOURCE：在源文件中有效（即源文件保留）

　　　　　　CLASS：在class文件中有效（即class保留）

　　　　　　RUNTIME：在运行时有效（即运行时保留）

　　@Documented 描述-javadoc

　　　　@Documented用于描述其他类型的annotation应该被作为被标注的程序成员的公共API，因此可以被例如javadoc此类的工具文档化。

　　@Inherited 阐述了某个被标注的类型是被继承的

　　　　@Inherited元注解是一个标记注解，@Inherited阐述了某个被标注的类型是被继承的。如果一个使用了@Inherited修饰的annotation类型被用于一个class，则这个annotation将被用于该class的子类。

3、注解处理器

　　如果没有用来读取注解的方法和工作，那么注解也就不会比注释更有用处了。使用注解的过程中，很重要的一部分就是创建与使用注解处理器。Java SE5扩展了反射机制的API，以帮助程序员快速的构造自定义注解处理器。下面实现一个注解处理器。

  /1：*** 定义注解*/
 @Target(ElementType.FIELD)
 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 @Documented
 public @interface FruitProvider {
      /**供应商编号*/
     public int id() default -1;
     /*** 供应商名称*/
     public String name() default ""；
     /** * 供应商地址*/
     public String address() default "";
 }
 //2：注解使用
 public class Apple {
      @FruitProvider(id = 1, name = "陕西红富士集团", address = "陕西省西安市延安路")
      private String appleProvider;
      public void setAppleProvider(String appleProvider) {
          this.appleProvider = appleProvider;
      }
      public String getAppleProvider() {
          return appleProvider;

 }
 /3：*********** 注解处理器 ***************/
 public class FruitInfoUtil {
      public static void getFruitInfo(Class<?> clazz) {
      String strFruitProvicer = "供应商信息：";
      Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();//通过反射获取处理注解
      for (Field field : fields) {
          if (field.isAnnotationPresent(FruitProvider.class)) {
              FruitProvider fruitProvider = (FruitProvider) field.getAnnotation(FruitProvider.class);//注解信息的处理地方
 　　　　　　　　strFruitProvicer = " 供应商编号：" + fruitProvider.id() + " 供应商名称："
 　　　　　　　　　　+ fruitProvider.name() + " 供应商地址："+ fruitProvider.address();
      　　　　　System.out.println(strFruitProvicer);
              }
          }
      }
 }
 public class FruitRun {
      public static void main(String[] args) {
          FruitInfoUtil.getFruitInfo(Apple.class);
 /***********输出结果***************/
 // 供应商编号：1 供应商名称：陕西红富士集团 供应商地址：陕西省西安市延
      }
 }