JAVA（五）反射機制/Annotation

成鵬致遠 | lcw.cnblog.com |2014-02-04

反射機制

1.認識Class類

1. 在正常情況下，必須知道一個類的完整路徑之後才可以例項化物件，但是在 java中也允許通過一個物件來找到其所在的類的資訊，那麼這實際上就是 Class類的功能
2. 此時，所有的操作都是反著來的
3. Object類的支援
1. 在Object類中定義了以下的方法，此方法將被所有子類繼承：public final Class getClass()
2. 以上的方法返回值的型別是一個“Class”類，實際上此類是 Java反射的源頭，實際上所謂反射就是：可以通過物件反射求出類的名稱
3. 
4. Class類
1. Class本身表示一個類的本身，通過 Class可以完整的得到一個類中的完整結構，包括此類中的方法定義，屬性定義等
2. 此類在 JDK文件中沒有發現任何的構造方法，所以此類的構造方法被私有化了
5. 例項化 Class類物件，方法有三種
1. 第一種：通過 forName()方法
2. 第二種：類.class
3. 第三種：物件.getClass()
6. 一旦可以例項化 Class類之後，就可以進行反射的進一步操作
7. 小結
1. 瞭解 Class類的作用：反射的源頭
2. 三個 Class類的例項化方式，其中要以“forName()”重點掌握，類.class

2.Class類的作用

1. Class主要是反射的源頭，不光可以取得物件所在類的資訊，也可以直接通過 Class類的方法進行物件的例項化操作，正常情況下，使用關鍵字 new為物件例項化，如果現在已經例項化好了 Class物件，則就可以通過 Class類中提供的 newInstance()例項化物件
2. 即使不使用關鍵字 new物件也可以進行例項化操作，反射的作用
3. 【注意】在操作中類中必須存在無參構造方法，否則無法例項化
4. 一般使用反射例項化物件的時候，類中都最好存在一個無參構造，這樣的操作比較合理
5. 如果要想呼叫有參構造，則必須按照以下的步驟進行：
1. 通過 Class類中的 getConstructors()取得本類中的全部構造方法
2. 向構造方法中傳遞一個物件陣列進去，裡面包含了構造方法中所需的各個引數
3. 之後通過 Constructor例項化物件
6. 小結
1. 本節的功能是 Class用的最多的功能，而且在開發中使用者也會經常使用到的開發模式
2. 在使用 Class例項化物件的時候，必須保證類中存在一個無參構造，否則無法使用

3.反射應用：取得類的結構

1. 通過反射得到一個類的完整結構，需要使用到 java.lang.reflect包中的幾個類
1. Constructor：表示類中的構造方法
2. Field：表示類中的屬性
3. Method：表示類中的方法
2. 取得一個類所實現的全部介面
1. 使用 Class類中的 getInterfaces()方法
2. 此方法返回一個 Class類的物件陣列，之後就可以直接利用 Class類中的 getName()方法輸出即可
3. 取得類所繼承的父類
1. 一個類可以實現多個介面，但是隻能繼承一個父類
2. 如果要想取得一個類的父類，可以直接使用 Class類中的 getSuperclass()方法
3. 此方法返回的是 Class例項，和之前得到的介面一樣，可以通過 敷衍Name()方法取得名稱
4. Constructor類中的幾個方法
1. 取得修飾符：public int getModifiers()
2. 取得方法名稱：public String getName()
3. 取得引數的型別：public Class<?>[] getParameterTypes()
5. 還原修飾符：直接使用 Modifier類中的 public static String toString(int mod)
6. 取得類中的方法
1. 要想取得一個類的全部方法，可以使用 Class類中的 getDeclaredMethods()方法
2. 此方法返回一個 Method類的物件陣列，而如果要想進一步取得方法的具體資訊，例如：方法的引數，丟擲的異常宣告等等，則就必須依靠 Method類
3. 輸出本類中的全部方法：public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException
4. 輸出全部的方法：public Method[] getMethods() throws SecurityException
5. 取得全部的返回值：public Class<?> getReturnType()
6. 取得全部的引數：public Class<?> getParameterTypes()
7. 取得修飾符：public int getModifiers()
8. 取得異常資訊：public Class<?>[] getExceptionTypes()
7. 在一般的開發工具中經常看見隨筆提示功能，實際上此功能就是利用以上函式完成的
8. 取得類中的屬性
1. 得到實現的介面或父類中的公共屬性：public Field[] getFields() throws SecurityException
2. 得到本類中的全部屬性：public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException
3. 以上方法返回的都是 Field的陣列，每一個 Field物件就表示類中的一個屬性
9. 小結
1. 在實際的操作中，取得類的資訊的操作程式碼使用者並不會經常開發
2. 一定要熟悉 java.lang.reflect包的作用，反射機制
3. 如何取得屬性、方法、構造的名稱，修飾符等等

4.Java反射機制深入研究

1. 通過反射呼叫類中的方法
1. 在正常情況下一個類的物件產生之後，就可以直接呼叫類中的方法了，如果要想呼叫的話，則肯定必須清楚的知道要呼叫的方法名稱是什麼，之後通過 Class類中的 public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
2. 得到一個方法的 Method物件是，之後通過此 Method物件來執行方法（invoke()），但是在方法呼叫的時候，因為會牽扯到方法中的引數的問題，所以通過 getMethod()取得的時候，必須設定需要的引數型別
3. 執行的時候還需要傳遞引數進去，而且還需要例項化物件
2. 通過反射呼叫類 setter及 getter
1. setter及 getter方法是一個標準的屬性的訪問方法，如果一個類的屬性被封裝，則必須通過 setter及 getter方法設定和取得
2. 實際上此方法的操作之所以要這樣規定，主要原因是由於反射機制可以給予支援的
3. 通過反射呼叫屬性
1. 如果要操作一個類中的屬性，則可以通過 Filed完成，而不必麻煩的通過 setter及 getter
2. 在訪問私有屬性的時候，必須讓這個屬性可見：public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException，將其內容設定成 true即可
3. 此操作呼叫與 setter及 getter無關，但是為了保證程式的安全性，最好還是通過 setter及 getter方法完成呼叫
4. 通過反射運算元組
1. 反射機制不光只能用在類中，也可以應用在任意的引用資料型別上，當然這就包含了陣列，陣列使用 Array類完成
2. Class類中存在一個方法：public Class<?> getComponentType()
3. 得到陣列指定下標的內容：get(Object array, int index)
4. 修改內容：set(Object array ,int index)
5. 開闢新陣列：newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions)
5. 小結
1. 重點理解 setter及 getter方法的呼叫問題，原理，程式碼最好可以清楚的掌握
2. 使用反射操作屬性是不建議直接使用的

5.動態代理

1. 代理設計：一個操作的介面有兩個子類，其中一個是真實主題的實現類，另外一個是代理類，代理實現類要完成比真實主題實現類更多的內容，而且本身還需要處理一些與具體業務有關的程式程式碼
2. 之前寫過的代理實際上稱為靜態代理，因為一個代理類只能為一個介面服務，那麼如果現在有很多個介面的話，那麼則肯定代理類就很多了；而且所有的代理操作除了呼叫的方法不一樣之外，其它的操作都一樣，則此時肯定是重複的程式碼
3. InvocationHandler介面：public interface InvocationHandler{public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable}
1. Object proxy：被代理的物件
2. Method method：要呼叫的方法
3. Object args[]：方法呼叫時所需要的引數
4. 可以將 InvocationHandler介面的子類想象成一個代理的最終操作類，替換掉 ProxySubject
5. Proxy類
1. Proxy類是專門完成代理的操作類，可以通過此類為一個或多個介面動態地生成實現類
2. public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interface, InvocationHandler h) throws IIIlegalArgumentException
1. ClassLoader loader：類載入器
2. Class<?>[] interfaces：得到全部的介面
3. InvocationHandler h：得到 InvocationHandler介面的子類例項
6. 類載入器
1. 在 Proxy類中的 newProxyInstance()方法中需要一個 ClassLoader類的例項，ClassLoader實際上對應的是類載入器
2. 在Java中主要有以下三種類載入器
1. Bootstrap ClassLoader：此載入器採用 C++編寫，一般開發中是看不到的
2. Extension ClassLoader：用來進行擴充套件類的載入，一般對應的是 jre\lib\ext目錄中的類
3. AppClassLoader：載入 classpath指定的類，是最常使用的一種載入器
3. 如果要想得到一個載入器的物件，則肯定使用 class類完成
7. 小結
1. 使用動態代理，可以完成代理的功能，而且可以代理全部的介面

6.高階工廠設計模式

1. 工廠設計模式最大的好處是可以在應用進行解耦合操作
2. 之前寫過的工廠設計模式存在的問題：如果想擴充一個子類，則肯定要修改工廠類，如果希望在擴充子類時不用修改工廠類的話，則就必須使用反射完成
3. 如果直接使用反射，則需要輸入完整的“包.類”名稱，肯定很麻煩，所以，此時可以通過一些配置檔案的方式儲存這些完整的類路徑
1. 
2. 所以此時可以通過屬性檔案的形式配置所要的子類資訊
4. 程式執行的時候，就可以通過屬性檔案的內容讀取出來，之後直接操作屬性檔案的 key，就可以避免輸入過長的類路徑
5. 配置檔案與程式程式碼相分離，這種設計思路是以後開發基本思路，當然，最新的設計理念：是在程式中直接通過註釋的方式進行配置
6. 小結
1. 反射機制對程式開發所帶來的好處
2. 程式程式碼與配置檔案相分離的理論

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Annotation

1.系統內建Annotation

1. Annotation：在 JDK1.5之後增加的一個新特性，這種特性被稱為後設資料特性，在 JDK1.5之後稱為註釋，即：使用註釋的方式加入一些程式的資訊
2. java.lang.annotation.Annotation介面是所有的 Annotation都必須實現的介面
3. 在 JDK1.5之後，系統中已經建立了如下的三個內建的 Annotation型別，使用者直接使用即可
1. @Override：覆寫的 Annotation
2. @Deprecated：不贊成使用的 Annotation
3. @SuppressWarnings：壓制安全警告的 Annotation
4. @Override：表示方法覆寫的正確性，使用 @Override註釋可以保證程式正確的執行
5. @Deprecated：使用 @Deprecated註釋的 Annotation本身是不建議使用的一個操作
6. @SuppressWarnings：用於壓制警告資訊
1. 可以壓制一個警告資訊，也可以同時壓制多個警告資訊，只需要以陣列的形式出現即可
2. 在設定註釋資訊的時候，是以 key->value的形式出現的，所以 @SuppressWarnings也可以直接使用“value={"unchecked","deprecation"}”的方式設定
7. 小結
1. 系統內建的三個 Annotation的作用，可以發現通過註釋可以完成一些程式碼的其它功能

2.自定義Annotation

1. 定義簡單的 Annotation：[public] @interface Annotation 名稱{資料型別 變數名稱();}
2. 之後就可以直接在程式中使用“@Annotation 名稱”的格式了
3. 還可以向 Annotation中設定引數，使用變數接收引數
1. 在使用時就必須清楚的指定變數的內容
2. 也可以使用明確的標記，表明內容賦給哪個引數
3. 也可以設定多個引數
4. 還可以設定一個陣列進去
5. 以上全部的 Annotation中有一個特點，所有的引數內容需要在使用註釋的時候設定上去，那麼也可以為一個引數設定預設的內容，在宣告的時候使用 default即可，當再去使用此 Annotation的時候就可以不用設定內容
4. 在操作中，對於一個 Annotation而言，有時候會固定其取值範圍，只能取固定的幾個值，那麼這個時候實際上就需要依靠列舉，那麼外部使用此 Annotation的時候也需要從列舉固定取值
5. Retention和RetentionPolicy
1. 在 Annotation，可以使用 Retention定義一個 Annotation的儲存範圍
2. Retention定義中存在了一個 RetentionPolicy的變數，此變數用於指定 Annotation的儲存範圍，RetentionPolicy包含三種範圍
1. 
2. 在三個範圍中，最需要關心的就是 RUNTIME範圍，因為在執行時候起作用，在以後反射與 Annotation的操作中，也必須使用此種範圍
6. 內建 Annotation的 RetentionPolicy
1. 三個內建的 Annotation
2. Override：定義採用的是 @Retention(value=SOURCE),只能在原始檔中出現
3. Deprecated：定義採用的是 @Retention(value=RUNTIME)，可以在執行時出現
4. SuppressWarnings：定義採用的是 @Retention(value=SOURCE)，只能在原始檔中出現
7. 小結
1. Annotation定義格式，及變數的型別：列舉、陣列、普通變數
2. Retention、RetentionPolicy的作用

3.反射與 Annotation

1. 一個 Annotation如果要想讓其變得有意義，則必須結合反射機制取得 Annotation中設定的全部內容
2. 系統內建的三個 Annotation，只有 Deprecated的 Annotation的定義範圍是 RUNTIME範圍
3. 在 Class類中存在與 Annotation操作有關的方法
1. 如果在一個元素中存在註釋，則取得全部註釋：getAnnotation()
2. 判斷一個元素上是否存在註釋：isAnnotationPresent()
4. 小結
1. Annotation在實際的開發中，不管如何使用，其最終肯定是結合反射機制
2. 也就是說可以通過 Annotation設定一些內容到一個方法上去，以完成特定的功能

4.深入Annotation

1. 之前定義的 Annotation，如果沒有明確的說明可以在任意的位置上使用
2. 如果現在需要指定其使用的範圍的話，則就必須使用 @Target註釋
3. ElementType的儲存範圍
1. 
4. 如果希望一個 Annotation可以在類及方法上同時使用的話，則必須設定多個範圍
5. @Documented：可以在任何的 Annotation上使用
1. 所有的 Annotation預設情況下都是使用 @Document進行註釋的
2. 生成的 javadoc的時候可以通過 @Document設定一些說明資訊
6. @Inherited：此註釋表示一個 Annotation是否可以被繼承下來
7. 如果在父類上使用 @Inherited，則其子類可以將此 Annotation繼承下來
8. 小結
1. 熟悉 Documented註釋的作用：加入說明資訊
2. 熟悉 Target的作用，並使用 Target註釋指定註釋的使用位置
3. 如果一個 Annotation要想被子類繼承下來則使用 Inherited註釋說明
4. 反射機制對於操作 Annotation是最重要的