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Java反射，注解，以及动态代理

智云科技发布于 2023年2月20日评论关闭阅读(110)

java 反射

首先，我们得弄清一个，什么是反射(Reflection)。简单的来说，反射就是让我们在程序运行的时候能够查看到类的信息，获取并调用类的任意方法和属性。

在Java运行时，系统会将所有的对象维护一个被称为运行是的类型标识，然后这个信息跟踪这每个对象所属的类，我们可以和根据Java专门的类访问这些信息，这个类就是Class【实际上Class对象表示的是一个类型，它不一定是类，可能是基本数据类型，比如int】。

Class获取方法

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  1. 通过getClass()获取 
Student stu = new Student;
Class c = stu.getClass();
//如果这个类在包里面，则会将包名也打印出来
// getSimpleName只获得类名
System.out.println(c.getName());
  1. 使用forName获取
  2. 同样，我们也可以使用静态方法forName获得Class对象。例如： 
String className= "java.util.Random";
Class c2 = Class.forName(className);
  1. 当然，className必须为接口或者类名才能成功。
  2. 直接获取 
Class c3 = Student.class;

由Class得到对象

  1. 使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象 
Class c3 = Test.class;
Object o = c3.newInstance();
  1. 其中newInstance()会根据类的默认 构造器 【无参构造器】创建新的对象，如果没有默认的构造器，就会报错。假如我们的构造器里面有参数怎么办，这时候我们就需要使用java.lang.reflect. Constructor 中的newInstance()方法了。
  2. 使用Constructor类中的newInstance() 
// getConstructor里面是构造参数的形参内容
Constructor constructor = c3.getConstructor(String.class);
Object o = constructor.newInstance("你好");

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java反射中最重要的内容——检查类的结构

在Java的java.lang.reflect中有三个类：Field、Method、Constructor分别来描述类的域【也就是变量】，方法和构造器。

  1. Field的获取以及方法 
Class textClass = Test.class;
// getDeclaredFields()获得这个类的全部域
// getField()获得公有域以及其父类的公有域
Field[] fields = textClass.getDeclaredFields();
  1. 简单的来说，通过Field可以获得：
  2. 变量的权限——getModifiers()，返回int，然后通过Modifier.toString(int)获得访问权限
  3. 获得变量的类型——getType()
  4. 变量的名字——getName()
  5. Method的获取以及方法 
Class textClass = Test.class;
// 同样可以使用getMethods()和getDeclaredMethods()返回接口和类的方法
Method[] methods = textClass.getMethods();
  1. 通过Method可以获取：
  2. 方法的权限——getgetModifiers()
  3. 方法的返回值类型——getReturnType(),方法返回类型为Class，然后你懂得。
  4. 方法的所有参数——Parameter[] parameters = method.getParameters()；
  5. 方法的执行——invoke()。在获取一个方法后，我们可以使用invoke()来调用这个方法。
  6. Object invoke（Object obj,Object…args），obj为实例化后的对象【对于静态方法可以被设置null】，args为方法调用的参数
  7. 例如， 
public class Test {
 public void say(String msg){
 System.out.println(msg);
 }
 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
 Class c = Test.class;
 // 返回唯一的方法，第一个参数是方法的名字，第二个是方法参数的类型
 Method method = c.getMethod("say", String.class);
 Object o = c.newInstance();
 method.invoke(o,"你好");
 }
}
  1. Constructor的获取以及方法 
Class textClass = Test.class;
// 同样getDeclaredConstructors()和getConstructors()
Constructor[] constructors = aClass.getConstructors();
  1. 方法的的使用和Method差不多，但是它没有getReturnType()方法。

这些方法我只是简单的介绍了一下，详细信息可以参考API。

神奇的Java注解

Java注解可以很简单的说，就是为方法或者其他数据提供描述的东西。

它的本质就是一个接口,一个继承了Annotation的接口。

  1. 基本java注解的类型
  2. 【元注解】：也就是在自定义一个注解时，可以注解在注解上面，有以下几个元注解——>
  • @Target：注解的作用目标，用来指明注解可以作用的目标是谁，例如类，方法或者字段属性,里面的value【为一个ElementType数组】可以指明值如下：
  • @Retention：注解的生命周期，里面的value【枚举类型】可以指明值如下：
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RetentionPolicy.SOURCE：当前注解编译期可见，不会写入 class 文件

RetentionPolicy.CLASS：类加载阶段丢弃，会写入 class 文件

RetentionPolicy.RUNTIME：永久保存，可以反射获取

– @Documented：注解是否应当被包含在 JavaDoc 文档中

– @Inherited：是否允许子类继承该注解

– @Repeatable：重复注解，允许这个注解在某个方法和其他数据上面重复使用

  1. 【Java内置三大注解】：除了上述元注解，Java还内置了另外三种注解——>
  • @ Override ：子类重写父类的方法时，会使用该注解。用于检查父类是否包含该注解
  • @Deprecated：当某一方法和字段不推荐使用时，使用该注解标注。
  • @SuppressWarnings：压制Java的警告
  1. Java注解的自定义以及实现
  2. Java注解的自定义如下 
@Target(value = {ElementType.METHOD,ElementType.TYPE}) // 注解的作用地方
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME) // 注解的生命周期
public @interface TestAnnotation {
 String name() default "这是个类";
 int time();
}
  1. 那么我们该如果如何使用注解发挥作用呢？我们可以想想，如果我们能够获得注解的信息，那么我们是不是就可以根据注解的信息来对方法做适当的调整。这时候，当然是大名鼎鼎的反射出马了。
  • java.lang.Package.getAnnotation(Class<A> annotationClass) 获得这个指令类型的注解。
  1. 使用如下： 
@TestAnnotation(time = 0)
public class Test {
 @TestAnnotation(name = "这是个方法",time = 1)
 public void say(){
 }
 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
 // 获得类上面的注解
 TestAnnotation classAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);
 System.out.println("类的名字为："+classAnnotation.name()+"------类的时间是"+classAnnotation.time());
 Method method = Test.class.getMethod("say");
 // 获得方法上面的注解
 TestAnnotation methodAnnotation = method.getAnnotation(TestAnnotation.class);
 System.out.println("方法的名字是："+methodAnnotation.name()+"------方法的时间是"+methodAnnotation.time());
 }
}
// 输出：
// 类的名字为：这是个类------类的时间是0
// 方法的名字是：这是个方法------方法的时间是1
  1. 现在我们知道如何进行自定义注解的使用了，那么我们怎么能够根据注释内容的不同去改变方法的执行呢？这时候，我们我们就可以使用invoke()方法了。
  2. 举个最简单的栗子： 
@TestAnnotation(name = "你好")
 public void say(String msg){
 System.out.println("信息是："+msg);
 }
 public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
 Method method = Test.class.getMethod("say",String.class);
 // 获得方法上面的注解
 TestAnnotation methodAnnotation = method.getAnnotation(TestAnnotation.class);
 // 执行方法
 method.invoke(Test.class.newInstance(),methodAnnotation.name());
 }
 // 输出结果：
 // 信息是：你好

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代理

代理就是给某个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对于原对象的访问，即客户不直接操控原对象，而是通过代理对象间接地操控原对象。

代理分为：

  • 静态代理：代理类是在编译时就已经实现好了，成为了一个 class文件
  • 动态代理：是在程序运行时动态地生成类字节码，然后加载到JVM中

有几个概念：

  1. 抽象角色：接口类
  2. 实现角色：实现类
  3. 代理角色：代理实现的类，最终使用的对象

静态代理

在说动态代理之前，我们先说一下静态代理，静态代理很简单，就是工厂模式。

那么就让我们来实现一下静态代理吧

抽象角色：接口类 

public interface TestService {
 void say();
 void play();
}

实现角色：实现类 

public class TestServiceImpl implements TestService {
 @Override
 public void say() {
 System.out.println("说话乎");
 }
 @Override
 public void play() {
 System.out.println("浪的飞起");
 }
}

代理类 

public class Test implements TestService{
 private TestService testService;
 public Test(TestService testService) {
 this.testService = testService;
 }
 @Override
 public void say() {
 System.out.println("开始说话");
 testService.say();
 System.out.println("结束说话");
 }
 @Override
 public void play() {
 System.out.println("开始浪");
 testService.play();
 System.out.println("是个狼人");
 }
 public static void main(String[] args) {
 TestServiceImpl testImpl = new TestServiceImpl();
 Test test = new Test(testImpl);
 test.play();
 test.say();
 }
}

在这里面，我们可以看到，从外表看起来say()和play()方法都是由test这个代理来完成的，但实际上，真正的执行者是TestServiceImpl来完成的，test只是在执行的时候加了一些事务逻辑。

既然有了静态代理，为什么我们还需要动态代理呢？从代码中可以看出，代理类和实现类是一一对应的，如果我们有N个实现类，都要在方法执行前加一样的逻辑，那么我们不得不创建N个代理类。这时候，我们就需要使用动态代理了。

动态代理

本次动态代理是针对JDK动态代理进行探讨。

正如前面所说，如果我们要在很多类使用同一种逻辑时，会心态爆炸，那么我们怎么去解决这个问题呢，这时候，我们可以想一想反射。

在使用的动态代理的过程中，有两个关键的东东，一个是InvocationHandler接口，一个是Proxy类。

  • InvocationHandler

每一个动态代理类都必须要实现InvocationHandler这个接口，并且每个代理类的实例都关联到了一个handler，当我们通过代理对象调用一个方法的时候，这个方法的调用就会被转发为由InvocationHandler这个接口的 invoke 方法来进行调用。

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

proxy: 指代我们所代理的那个真实对象,也就是实现类

method: 指代的是我们所要调用真实对象的某个方法的Method对象

args: 指代的是调用真实对象某个方法时接受的参数

  • Proxy

Proxy这个类的作用就是用来动态创建一个代理对象的类

其中我们使用最多是newProxyInstance()去创建代理类

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException

loader：一个ClassLoader对象，定义了由哪个ClassLoader对象来对生成的代理对象进行加载

interfaces：一个Interface对象的数组，表示的是我将要给我需要代理的对象提供一组什么接口，如果我提供了一组接口给它，那么这个代理对象就宣称实现了该接口(多态)，这样我就能调用这组接口中的方法了

h：一个InvocationHandler对象，表示的是当我这个动态代理对象在调用方法的时候，会关联到哪一个InvocationHandler对象上

创建一个代理类，实现方法调用前或后的逻辑 

public class TestHandler implements InvocationHandler{
 // object为实现类的对象
 private Object object;
 public TestHandler(Object object) {
 this.object = object;
 }
 @Override
 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
 System.out.println("开始方法执行");
 Object o = method.invoke(object,args);
 System.out.println("方法结束");
 return o;
 }
}

实例化代理类，并 

public static void main(String[] args) {
 // 实现类
 TestService testService = new TestServiceImpl();
 // 里面传入要代理的实现类对象
 TestHandler testHandler = new TestHandler(testService);
 /**
 * testService.getClass().getClassLoader() 代表我们使用这个类来加载我们代理对象
 * testService.getClass().getInterfaces() 代表我们调用这些接口中的方法
 * testHandler 将代理对象与testHandler关联
 */ TestService service = (TestService) Proxy.newProxyInstance(testService.getClass().getClassLoader(),
 testService.getClass().getInterfaces(),testHandler);
 service.play();
 service.say();

反射，注解，以及动态代理就简单地介绍完了，可以这样说反射是注解以及动态代理的基础，注解的实现和动态代理都要靠反射发挥作用。

如果想学习Java工程化、高性能及分布式、深入浅出。微服务、Spring，MyBatis，Netty源码分析的朋友可以加我的Java高级交流：854630135，群里有阿里大牛直播讲解技术，以及Java大型互联网技术的视频免费分享给大家。

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文章来源：智云一二三科技

文章标题：Java反射，注解，以及动态代理

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