如何理解Java注解反射

Java 8 中文版 - 在线API手册 - 码工具

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(comment)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、Java自带的标准注解

包括@Override、@Deprecated、@SuppressWarnings等，使用这些注解后编译器就会进行检查。

2、元注解

元注解是用于定义注解的注解，包括@Retention、@Target、@Inherited、@Documented、@Repeatable 等。
元注解也是Java自带的标准注解，只不过用于修饰注解，比较特殊。

3、自定义注解

用户可以根据自己的需求定义注解。

Java标准注解

JDK 中内置了以下注解:
注解名称
@Override检查该方法是否是重写方法，如果发现其父类，或者是引用的接口中并没有该方法时，会报编译错误
@Deprecated标记过时方法，如果使用该方法，会报编译警告
@SuppressWarnings指示编译器去忽略注释解中声明的警告
@Functionallnterface java8支持，标识一个匿名函数或函数式接口

1.@Override

如果试图使用 @Override 标记一个实际上并没有覆写父类的方法时，java 编译器会告警。

class Parent {
  public void test() {
  }
}
 
 
class Child extends Parent  {
   /**
         *  放开下面的注释，编译时会告警
         */
       /*
  @Override
  public void test() {
  }
*/
}

2.@Deprecated

@Deprecated 用于标明被修饰的类或类成员、类方法已经废弃、过时，不建议使用。
@Deprecated
class TestClass {
  // do something
}

3.@SuppressWarnings

@SuppressWarnings 用于关闭对类、方法、成员编译时产生的特定警告。

1、抑制单类型的警告

@SuppressWarnings("unchecked")  
public void addItems(String item){  
  @SuppressWarnings("rawtypes")  
   List items = new ArrayList();  
   items.add(item);  
}

2、抑制多类型的警告

@SuppressWarnings(value={"unchecked", "rawtypes"})  
public void addItems(String item){  
   List items = new ArrayList();  
   items.add(item);  
}

3、抑制所有类型的警告

@SuppressWarnings("all")  
public void addItems(String item){  
   List items = new ArrayList();  
   items.add(item);  
}

@SuppressWarnings 注解的常见参数值的简单说明:

参数
deprecation使用了不赞成使用的类或方法时的警告
unchecked执行了未检查的转换时的警告，例如当使用集合时没有用泛型(Generics)来指定集合保存的类型
fallthrough当 Switch 程序块直接通往下一种情况而没有 Break 时的警告
path在类路径、源文件路径等中有不存在的路径时的警告
serial当在可序列化的类上缺少 serialVersionUlD 定义时的警告
finally任何 finally 子句不能正常完成时的警告
all所有的警告

4.@FunctionalInterface

@FunctionalInterface 用于指示被修饰的接口是函数式接口,在 JDK8 引入。

@FunctionalInterfacepublic interface UserService {
 
 
    void getUser(Long userId);
 
 
    // 默认方法，可以用多个默认方法
    public default void setUser() {
    }
 
 
    // 静态方法
    public static void saveUser() {
    }
    
    // 覆盖Object中的equals方法
    public boolean equals(Object obj);}

函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口。

1.@Retention

@ Retention用来定义该注解在哪一个级别可用，在源代码中(SOURCE)、类文件中(CLASS)或者运行时(RUNTIME)。

@Retention 源码：

@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Retention {
  RetentionPolicy value();
}
public enum RetentionPolicy {
  //此注解类型的信息只会记录在源文件中，编译时将被编译器丢弃，也就是说
  //不会保存在编译好的类信息中
  SOURCE,
  //编译器将注解记录在类文件中，但不会加载到JVM中。如果一个注解声明没指定范围，则系统
  //默认值就是Class
  CLASS,
  //注解信息会保留在源文件、类文件中，在执行的时也加载到Java的JVM中，因此可以反射性的读取。
  RUNTIME
}

RetentionPolicy 是一个枚举类型，它定义了被 @Retention 修饰的注解所支持的保留级别：

生命周期类型
RetentionPolicy.SOURCE编译时被丢弃，不包含在类文件中
RetentionPolicy.CLASSJVM加载时被丢弃，包含在类文件中，默认值
RetentionPolicy.RUNTIME由JVM 加载，包含在类文件中，在运行时可以被获取到

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE) //注解信息只能在源文件中出现
public @interface Override {
}
@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  //注解信息在执行时出现@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
public @interface Deprecated {
}
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)  //注解信息在源文件中出现
public @interface SuppressWarnings {
  String[] value();
}

2.@Documented

@Documented：生成文档信息的时候保留注解，对类作辅助说明

3.@Target

@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）

ElementType 是一个枚举类型，它定义了被 @Target 修饰的注解可以应用的范围：

Target类型
作用
ElementType.TYPE应用于类、接口(包括注解类型)枚举
ElementType.CONSTRUCTOR应用于构造函数
ElementType.PARAMETER应用于方法的参数
ElementType.FIELD应用于字段或属性架构
ElementType.METHOD应用于方法
ElementType.PACKAGE应用于包
ElementType.LOCAL VARIABLE应用于局部变量
ElementType.TYPE PARAMETER1.8版本新增，应用于类型变量
ElementType.TYPE USE1.8版本新增，应用于任何使用类型的语句中

@Inherited：说明子类可以继承父类中的该注解

表示自动继承注解类型。如果注解类型声明中存在 @Inherited 元注解，则注解所修饰类的所有子类都将会继承此注解。

5.@Repeatable

@Repeatable 表示注解可以重复使用。

当我们需要重复使用某个注解时，希望利用相同的注解来表现所有的形式时，我们可以借助@Repeatable注解。

反射机制----Java动态源（获取注解）

静态 VS 动态语言

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，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
->主要动态语言:Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等:

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!

JavaReflection

->Reflection(反射)是Java被视为动态语言的关键，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Cass类型的对象(一个类只有-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

Java反射机制提供的功能

在运行时判断任意一个对象所属的类
在运行时构造任意一个类的对象
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
在运行时获取泛型信息
在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
在运行时处理注解
生成动态代理

Java反射优点和缺点

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。

反射相关的主要API

java.lang.Class:代表一个类
java.lang.reflect.Method:代表类的方法java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器

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

Class类常用方法

class对象只有一个

哪些类型可以有Class对象

Java内存分析

了解类的加载过程

类的加载与ClassLoader的理解

->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>()方法是由编译期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。