Java 中的反射与注解

一、反射 Reflection 和 元类 Class

Class 元类是对普通类的抽象，是类的类。Class 包含了一个类的所有属性，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、属性等。拿到一个类的 Class 元类，就拿到了这个类所有信息，就可以通过这些信息动态做一些处理。

通过一个类的 Class 实例获取类信息的方法就称为反射（Reflection）。

获取类的 Class 元类对象

方法一：直接通过静态变量class获取：

Class cls = String.class;

方法二：如果我们有一个实例变量，可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取：

String s = "Hello";
Class cls = s.getClass();

方法三：如果知道一个类的完整类名，可以通过静态方法Class.forName()获取：

Class cls = Class.forName("java.lang.String");

操作 Field 和 Method

拿到了类的 Class 元类实例就是调用如下方法获取类的属性和方法等。

Field getField(name)：根据字段名获取某个public的field（包括父类）
Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个field（不包括父类）
Field[] getFields()：获取所有public的field（包括父类）
Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）

Method getMethod(name, Class...)：获取某个public的Method（包括父类）
Method getDeclaredMethod(name, Class...)：获取当前类的某个Method（不包括父类）
Method[] getMethods()：获取所有public的Method（包括父类）
Method[] getDeclaredMethods()：获取当前类的所有Method（不包括父类）

操作类的属性，实现动态改变类

得到 Field 对象或 Method 对象后，get set 值时都需要指定一个该类的实例，也就是 get set 针对哪个对象操作。

Demo d = new Demo();
d.name = "testname";
clazz.getDeclaredField("name").get(d);// 参数 d 就是指定在 d 实例上做 get name 操作
clazz.getMethod("hello").invoke(d); // 参数 d 表示在 d 实例上调用 hello 对象

通过 Class 生成类实例

方式一：Class 对象的 newInstance 方法

Person p = Person.class.newInstance();

调用Class.newInstance()的局限是，它只能调用该类的public无参数构造方法。如果构造方法带有参数，或者不是public，就无法直接通过Class.newInstance()来调用。

方式二：反射获取 Constructor 对象

// 获取构造方法，getConstructor方法参数传入类型要与构造方法需要的参数类型相符合。
Constructor<Demo> constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);

// 通过 constructor 生成实例
Demo aaa = constructor.newInstance("aaa", 123);

// clazz在aaa对象上获取 name 属性
clazz.getDeclaredField("name").get(aaa);

二、注解的使用

注解分为定义注解，使用注解，解析注解。

注解有点像 Interface，但区别是注解中定义的方法，在使用时是通过属性赋值来使用的。

public @interface MyAnnotation {
    // getValue 定义类似 Interface 的方法
    // 区别是在注解使用时，不是调用 getValue，而是给 getValue 赋值，未赋值则默认使用 default 值。
    String getValue() default "no desc";
}

public class Demo {
    // 给 getValue 赋值一个字符串
    @MyAnnotation(getValue = "annotation on field")
    public String name;
}

元注解

元注解就是给注解用的注解，常用的是 @Target 和 @Retention

Target 声明本注解可用在什么位置，如 ElementType.TYPE, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD

Retention 表明本注解保留到什么时候，分为 RetentionPolicy.RUNTIME RetentionPolicy.SOURCE RetentionPolicy.CLASS

如果需要再运行时动态处理的注解，没有声明为 RUNTIME，则再运行时中就反射不到注解了。

解析注解

解析注解就是通过反射 Reflection 获取到一个类的全部信息，包括类上面的注解，再根据注解和其中的属性值进一步做响应的处理。

注解完整三步

定义注解：

package com.sqkb.userasset;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * @Author songzai
 * @Date 2021/11/12 15:10
 */
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
    // value属性在使用时可以省略 key 名，即不需要写 value = xxx
    int value() default 123;

    String getValue() default "no desc";

    String aaaa() default "default aaa";
}

Demo 实体类，使用注解

package com.sqkb.userasset;

/**
 * @Author songzai
 * @Date 2021/11/12 15:10
 */
// 不写参数名，默认复制给 value()
@MyAnnotation(444)
public class Demo {
    public Demo(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @MyAnnotation(getValue = "annotation on field")
    public String name;

    public Integer age;

    @MyAnnotation(getValue = "annotation on method")
    public void hello() {
        System.out.println("hello method");
    }

    public static void staticMethod() {
        System.out.println("static method");
    }

    @MyAnnotation()
    public void defaultMethod() {
    }
}

解析注解：

package com.sqkb.userasset;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @Author songzai
 * @Date 2021/11/12 15:17
 */
public class AnnotationTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<Demo> clazz = Demo.class;
        MyAnnotation annotationOnClass = clazz.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(annotationOnClass.getValue());
        System.out.println(annotationOnClass.aaaa());

        Field name = clazz.getField("name");
        MyAnnotation annotation = name.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(annotation.getValue());
        System.out.println(annotation.aaaa());

        Method hello = clazz.getMethod("hello");
        MyAnnotation helloAnnotation = hello.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(helloAnnotation.getValue());
        System.out.println(helloAnnotation.aaaa());

        Method defaultMethod = clazz.getMethod("defaultMethod");
        MyAnnotation defaultMethodAnnotation = defaultMethod.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(defaultMethodAnnotation.getValue());
    }

}

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