Java从入门到实战总结-3.8、Java枚举、注解、反射、内省

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Java从入门到实战总结-3.8、Java枚举、注解、反射、内省

1. 枚举

(1). 枚举概述
(2). 定义格式
(3). 枚举类的主要方法
(4). 实现接口的枚举类
(5). 枚举注意事项

2. 注解

(1). 简介
(2). 重点
(3). 内置注解
(4). 元注解
(5). 自定义注解

3. 反射

(1). 概述
(2). 类加载器
(3). 所有类型的Class对象
(4). 得到Class的几种方式
(5). 获取Constructor
(6). 获取Method
(7). 获取Field
(8). 获取注解信息

4. 内省

(1). JavaBean
(2). Introspector
(3). BeanInfo
(4). MethodDescriptor
(5). 示例

5. 最后

1. 枚举

(1). 枚举概述

JDK1.5引入了新的类型:枚举。

在JDK1.5 之前，我们定义常量都是： public static fianl… 。很难管理。

枚举，可以把相关的常量分组到一个枚举类型里，而且枚举提供了比常量更多的方法。

用于定义有限数量的一组同类常量，例如：

错误级别：低、中、高、急

一年的四季：春、夏、秋、冬

商品的类型：美妆、手机、电脑、男装、女装…

在枚举类型中定义的常量是该枚举类型的实例。

(2). 定义格式

权限修饰符 enum 枚举名称 {

实例1,实例2，实例3，实例4;

}

(3). 枚举类的主要方法

方法名称	描述
values()	以数组形式返回枚举类型的所有成员
valueOf()	将普通字符串转换为枚举实例
compareTo()	比较两个枚举成员在定义时的顺序
ordinal()	获取枚举成员的索引位置

创建时选择枚举：

package com.xiaoyaoyou.day14;

public enum Level {
//    LOW(1), MEDIUM(50), HIGH(100);
//    private int levelValue;
//
//    private Level(int levelValue) {
//        this.levelValue = levelValue;
//    }
//
//    public int getLevelValue() {
//        return levelValue;
//    }
//
//    public void setLevelValue(int levelValue) {
//        this.levelValue = levelValue;
//    }

LOW, MEDIUM, HIGH;
}

package com.xiaoyaoyou.day14;

public class EnumTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Level.LOW.compareTo(Level.HIGH));
        System.out.println(Level.LOW.compareTo(Level.MEDIUM));
        System.out.println(Level.HIGH.compareTo(Level.LOW));

        System.out.println(Level.LOW.name());
        System.out.println(Level.LOW.toString());
        System.out.println(Level.LOW.ordinal());

        Level x =  Enum.valueOf(Level.class, "LOW");
        System.out.println(x);
    }
}

结果：

-2
-1
2
LOW
LOW
0
LOW

(4). 实现接口的枚举类

所有的枚举都继承自java.lang.Enum类。由于Java 不支持多继承，所以枚举对象不能再继承其他类。

每个枚举对象，都可以实现自己的抽象方法。

如下图：

package com.xiaoyaoyou.day14;

public interface LShow {
    void show();
}

package com.xiaoyaoyou.day14;

public enum Level implements LShow {
//    LOW(1), MEDIUM(50), HIGH(100);
//    private int levelValue;
//
//    private Level(int levelValue) {
//        this.levelValue = levelValue;
//    }
//
//    public int getLevelValue() {
//        return levelValue;
//    }
//
//    public void setLevelValue(int levelValue) {
//        this.levelValue = levelValue;
//    }

    LOW{
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("低级别");
    }
    },
    MEDIUM{
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("中级别");
        }
    },
    HIGH{
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("高级别");
        }
    };
}

package com.xiaoyaoyou.day14;

public class EnumTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Level.LOW.compareTo(Level.HIGH));
        System.out.println(Level.LOW.compareTo(Level.MEDIUM));
        System.out.println(Level.HIGH.compareTo(Level.LOW));

        System.out.println(Level.LOW.name());
        System.out.println(Level.LOW.toString());
        System.out.println(Level.LOW.ordinal());

        Level x =  Enum.valueOf(Level.class, "LOW");
        System.out.println(x);

        Level.LOW.show();
        Level.MEDIUM.show();
        Level.HIGH.show();
    }
}

结果：

-2
-1
2
LOW
LOW
0
LOW
低级别
中级别
高级别

(5). 枚举注意事项

一旦定义了枚举，最好不要妄图修改里面的值，除非修改是必要的。
枚举类默认继承的是java.lang.Enum类而不是Object类
枚举类不能有子类，因为其枚举类默认被final修饰
只能有private构造方法
switch中使用枚举时，直接使用常量名，不用携带类名
不能定义name属性，因为自带name属性
不要为枚举类中的属性提供set方法，不符合枚举最初设计初衷。

2. 注解

(1). 简介

Java 注解（Annotation）又称 Java 标注，是 JDK5.0 引入的一种注释机制。

Java语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注。和注释不同，Java标注可以通过反射获取标注内容。在编译器生成类文件时，标注可以被嵌入到字节码中。Java 虚拟机可以保留标注内容，在运行时可以获取到标注内容。当然它也支持自定义 Java 标注。

主要用于：

编译格式检查
反射中解析
生成帮助文档
跟踪代码依赖等

(2). 重点

概念
怎么使用内置注解
怎么定义注解
反射中怎么获取注解内容

(3). 内置注解

@Override ：重写 *

定义在java.lang.Override

@Deprecated：废弃 *

定义在java.lang.Deprecated

@SafeVarargs

Java 7 开始支持，忽略任何使用参数为泛型变量的方法或构造函数调用产生的警告。

@FunctionalInterface：函数式接口 *

Java 8 开始支持，标识一个匿名函数或函数式接口。

@Repeatable：标识某注解可以在同一个声明上使用多次

Java 8 开始支持，标识某注解可以在同一个声明上使用多次。

@SuppressWarnings：抑制编译时的警告信息。 *

定义在java.lang.SuppressWarnings
三种使用方式

1. @SuppressWarnings("unchecked") [^ 抑制单类型的警告] 
2. @SuppressWarnings("unchecked","rawtypes") [^ 抑制多类型的警告] 
3. @SuppressWarnings("all") [^ 抑制所有类型的警告]

参数列表

我们刚学习了proto buf，发现proto的设计和注解有很多类似之处，也可以看出来这些语言语法的设计都是为了解决问题而产生的，所以如果你发现了一个问题，就可以尝试看下是否有解决该问题的方案，如果没有，我们能否自己解决该问题那，解决后是否可开源出来？

(4). 元注解

含义：作用在其他注解的注解（需要结合自定义注解理解）

@Retention - 标识这个注解怎么保存，是只在代码中，还是编入class文件中，或者是在运行时可以通过反射访问。
@Documented - 标记这些注解是否包含在用户文档中 javadoc。
@Target - 标记这个注解应该是哪种 Java 成员。
@Inherited - 标记这个注解是自动继承的

1. 子类会继承父类使用的注解中被@Inherited修饰的注解
2. 接口继承关系中，子接口不会继承父接口中的任何注解，不管父接口中使用的注解有没有被@Inherited修饰
3. 类实现接口时不会继承任何接口中定义的注解

(5). 自定义注解

注解架构

(1) Annotation与RetentionPolicy与ElementType

每1个 Annotation 对象，都会有唯一的 RetentionPolicy 属性；至于 ElementType 属性，则有 1~n个。
(2) ElementType(注解的用途类型)

“每 1 个 Annotation” 都与 “1～n 个 ElementType” 关联。当 Annotation 与某个ElementType关联时，就意味着：Annotation有了某种用途。例如，若一个 Annotation 对象是 METHOD 类型，则该Annotation 只能用来修饰方法。

package java.lang.annotation;
public enum ElementType {
    TYPE, /* 类、接口（包括注释类型）或枚举声明 */
    FIELD, /* 字段声明（包括枚举常量） */
    METHOD, /* 方法声明 */
    PARAMETER, /* 参数声明 */
    CONSTRUCTOR, /* 构造方法声明 */
    LOCAL_VARIABLE, /* 局部变量声明 */
    ANNOTATION_TYPE, /* 注释类型声明 */
    PACKAGE /* 包声明 */
}

(3) RetentionPolicy（注解作用域策略）

“每 1 个 Annotation” 都与 “1 个 RetentionPolicy” 关联。

a) 若 Annotation 的类型为 SOURCE，则意味着：Annotation 仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后，该 Annotation 就没用了。例如，" @Override" 标志就是一个 Annotation。当它修饰一个方法的时候，就意味着该方法覆盖父类的方法；并且在编译期间会进行语法检查！编译器处理完后，"@Override" 就没有任何作用了。

b) 若 Annotation 的类型为 CLASS，则意味着：编译器将 Annotation 存储于类对应的 .class 文件中，它是 Annotation 的默认行为。

c) 若 Annotation 的类型为 RUNTIME，则意味着：编译器将 Annotation 存储于 class 文件中，并且可由JVM读入。

package java.lang.annotation;
public enum RetentionPolicy {
    SOURCE, /* Annotation信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后就没有该 Annotation信息了 */
    CLASS, /* 编译器将Annotation存储于类对应的.class文件中。默认行为 */
    RUNTIME /* 编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入 */
}

定义格式

@interface 自定义注解名{}

注意事项

定义的注解，自动继承了java.lang,annotation.Annotation接口
注解中的每一个方法，实际是声明的注解配置参数

方法的名称就是配置参数的名称
方法的返回值类型，就是配置参数的类型，只能是：基本类型/Class/String/enum

可以通过default来声明参数的默认值
如果只有一个参数成员，一般参数名为value
注解元素必须要有值，我们定义注解元素时，经常使用空字符串、0作为默认值。

案例

package com.xiaoyaoyou.day14;

import java.lang.annotation.*;

@MyAnnotation("测试自定义注解")
public class InterfaceTest {
    public static void main(String[] args) {

    }
}

@Documented
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@interface MyAnnotation {
    String value() default "";
    int num() default 0;
}

等到学完反射后看注解如何获取注解内容。

3. 反射

(1). 概述

JAVA反射机制是在运行状态中，获取任意一个类的结构 , 创建对象 , 得到方法，执行方法 , 属性 !

这种在运行状态动态获取信息以及动态调用对象方法的功能被称为java语言的反射机制，反射被视为动态语言的关键。

(2). 类加载器

Java类加载器（Java Classloader）是Java运行时环境（Java Runtime Environment）的一部分，负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中。

java默认有三种类加载器，BootstrapClassLoader、ExtensionClassLoader、App ClassLoader。

BootstrapClassLoader（引导启动类加载器）：嵌在JVM内核中的加载器，该加载器是用C++语言写的，主要负载加载JAVA_HOME/lib下的类库，引导启动类加载器无法被应用程序直接使用。

ExtensionClassLoader（扩展类加载器）： ExtensionClassLoader是用JAVA编写，且它的父类加载器是Bootstrap。

是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现的，主要加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的类库。

它的父加载器是BootstrapClassLoader

App ClassLoader（应用类加载器）：App ClassLoader是应用程序类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。它的父加载器为Ext ClassLoader

类通常是按需加载，即第一次使用该类时才加载。由于有了类加载器，Java运行时系统不需要知道文件与文件系统。学习类加载器时，掌握Java的委派概念很重要。

双亲委派模型：如果一个类加载器收到了一个类加载请求，它不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求转交给父类加载器去完成。每一个层次的类加载器都是如此。因此所有的类加载请求都应该传递到最顶层的启动类加载器中，只有到父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求（在它的搜索范围没有找到这个类）时，子类加载器才会尝试自己去加载。委派的好处就是避免有些类被重复加载。

加载配置文件，给项目添加resource root目录：

汉化后：

代码示例：

package com.xiaoyaoyou.day14;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;

public class LoadResourceTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStream inputStream = LoadResourceTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("config.txt");
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
        String text = bufferedReader.readLine();
        System.out.println(text);
        bufferedReader.close();
    }
}

结果：

测试类加载器

(3). 所有类型的Class对象

要想了解一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象.

在Java中，每一个字节码文件，被夹在到内存后，都存在一个对应的Class类型的对象

(4). 得到Class的几种方式

如果在编写代码时, 知道类的名称, 且类已经存在, 可以通过 包名.类名.class 得到一个类的类对象
如果拥有类的对象, 可以通过 Class 对象.getClass() 得到一个类的类对象
如果在编写代码时,知道类的名称,可以通过 Class.forName(包名+类名) :得到一个类的类对象

上述的三种方式, 在调用时, 如果类在内存中不存在, 则会加载到内存!如果类已经在内存中存在, 不会重复加载, 而是重复利用!

(一个class文件在内存中不会存在两个类对象 )

特殊的类对象

基本数据类型的类对象:

基本数据类型.clss

包装类.type
基本数据类型包装类对象:

包装类.class

示例：

package com.xiaoyaoyou.day14;

public class GetClassTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //第一种，通过包名.类名.class加载类
        Class c1 = com.xiaoyaoyou.day14.LoadResourceTest.class;
        System.out.println(c1);

        //第二种，通过类的对象过去类的信息
        LoadResourceTest loadResourceTest = new LoadResourceTest();
        Class c2 = loadResourceTest.getClass();
        System.out.println(c2);

        //第三种方式
        Class c3 = Class.forName("com.xiaoyaoyou.day14.LoadResourceTest");
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c1==c2 && c1==c3);
    }
}

结果：

class com.xiaoyaoyou.day14.LoadResourceTest
class com.xiaoyaoyou.day14.LoadResourceTest
class com.xiaoyaoyou.day14.LoadResourceTest
true

(5). 获取Constructor

通过获取class对象获取一个类的构造方法

(1). 通过指定的参数类型, 获取指定的单个构造方法 getConstructor(参数类型的class对象数组)

例如:构造方法如下: Person(String name,int age)

得到这个构造方法的代码如下:

Constructor c = p.getClass().getConstructor(String.class,int.class);
(2). 获取构造方法数组

getConstructors();
(3). 获取所有权限的单个构造方法

getDeclaredConstructor(参数类型的class对象数组)
(4). 获取所有权限的构造方法数组 getDeclaredConstructors();

Constructor 创建对象

常用方法: newInstance(Object… para)

调用这个构造方法, 把对应的对象创建出来

参数: 是一个Object类型可变参数,传递的参数顺序必须匹配构造方法中形式参数列表的顺序!
setAccessible(boolean flag) 如果flag为true 则表示忽略访问权限检查 !(可以访问任何权限的方法)

package com.xiaoyaoyou.day14;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class GetConstructorTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class c1 = Class.forName("com.xiaoyaoyou.day14.LoadResourceTest");
        Constructor c2 = c1.getConstructor();
        LoadResourceTest loadResourceTest = (LoadResourceTest) c2.newInstance();
        System.out.println(loadResourceTest.toString());
    }
}

结果：

LoadResourceTest{}

其它的方法和方式可以自己尝试一下(忽略权限检查的接口一定要试试)。

(6). 获取Method

通过class对象获取一个类的方法

getMethod(String methodName , class… clss)

根据参数列表的类型和方法名, 得到一个方法(public修饰的)
getMethods();

得到一个类的所有方法 (public修饰的)
getDeclaredMethod(String methodName , class… clss)

根据参数列表的类型和方法名, 得到一个方法(除继承以外所有的:包含私有, 共有, 保护, 默认)
getDeclaredMethods();

得到一个类的所有方法 (除继承以外所有的:包含私有, 共有, 保护, 默认)

Method 执行方法

invoke(Object o,Object… para):

调用方法,

参数1. 要调用方法的对象

参数2. 要传递的参数列表
getName()

获取方法的方法名称
setAccessible(boolean flag)

如果flag为true 则表示忽略访问权限检查 !(可以访问任何权限的方法)

(7). 获取Field

通过class对象获取一个类的属性

getDeclaredField(String filedName)

根据属性的名称, 获取一个属性对象 (所有属性)
getDeclaredFields()

获取所有属性(属性私有时需要配合忽略权限检查使用)
getField(String filedName)

根据属性的名称, 获取一个属性对象 (public属性)
getFields()

获取所有属性 (public)

Field 属性的对象类型

常用方法:

get(Object o );

参数: 要获取属性的对象获取指定对象的此属性值
set(Object o , Object value);

参数1. 要设置属性值的对象

参数2. 要设置的值

设置指定对象的属性的值
getName()

获取属性的名称
setAccessible(boolean flag)

如果flag为true则表示忽略访问权限检查!(可以访问任何权限的属性)

(8). 获取注解信息

获取类/属性/方法的全部注解对象

Annotation[] annotations01 = Class/Field/Method.getAnnotations();

for (Annotation annotation : annotations01) {
    System.out.println(annotation);
}

根据类型获取类/属性/方法的注解对象

注解类型对象名 = (注解类型) c.getAnnotation(注解类型.class);

示例：

package com.xiaoyaoyou.day14;

import java.lang.annotation.Annotation;

public class GetAnnotationTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c = Class.forName("com.xiaoyaoyou.day14.InterfaceTest");
        Annotation[] annotations = c.getAnnotations();
        for (Annotation a: annotations) {
            System.out.println(a);
        }

        MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) c.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(myAnnotation.value());
        System.out.println(myAnnotation.num());
    }
}

结果：

@com.xiaoyaoyou.day14.MyAnnotation(value=测试自定义注解, num=0)

还可以扩展对类的属性、方法等增加注解，然后通过获取属性、获取方法的注解来做一些关联操作。

4. 内省

(1). JavaBean

基于反射,java所提供的一套应用到JavaBean的API

一个定义在包中的类:

拥有无参构造器
所有属性私有
所有属性提供get/set方法
实现了序列化接口

这种类, 我们称其为bean类.

Java提供了一套java.beans包的api，对于反射的操作, 进行了封装！

(2). Introspector

获取Bean类信息

方法:

BeanInfo getBeanInfo(Class cls)

通过传入的类信息, 得到这个Bean类的封装对象

(3). BeanInfo

常用的方法:

MethodDescriptor[] getPropertyDescriptors():

获取bean类的 get/set方法数组

(4). MethodDescriptor

常用方法:

Method getReadMethod();获取一个get方法
Method getWriteMethod(); 获取一个set方法有可能返回null 注意加判断

(5). 示例

我们之前写快递E栈项目的时候接触过bean，后续的框架学习还会接触，这里我们也主要学会使用了解一些概念即可，随着接触更多的框架和项目对bean的理解会逐渐加深。

package com.xiaoyaoyou.day14;

import java.io.Serializable;

public class Express implements Serializable {
    private String name;
    private String number;
    private String phoneNumber;
    private String address;

    public Express() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Express{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", number='" + number + '\'' +
                ", phoneNumber='" + phoneNumber + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getNumber() {
        return number;
    }

    public void setNumber(String number) {
        this.number = number;
    }

    public String getPhoneNumber() {
        return phoneNumber;
    }

    public void setPhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

package com.xiaoyaoyou.day14;

import java.beans.BeanInfo;
import java.beans.IntrospectionException;
import java.beans.Introspector;
import java.beans.PropertyDescriptor;
import java.lang.reflect.Method;

public class BeanTest {
    public static void main(String[] args) throws IntrospectionException {
        Class c = Express.class;
        BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(c);
        PropertyDescriptor[] propertyDescriptors = beanInfo.getPropertyDescriptors();
        for (PropertyDescriptor p:propertyDescriptors) {
            Method get = p.getReadMethod();
            Method set = p.getWriteMethod();
            System.out.println(get);
            System.out.println(set);
            System.out.println(p.getName());
            System.out.println(p.getPropertyType());
        }
    }
}

结果：

public java.lang.String com.xiaoyaoyou.day14.Express.getAddress()
public void com.xiaoyaoyou.day14.Express.setAddress(java.lang.String)
address
class java.lang.String
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
null
class
class java.lang.Class
public java.lang.String com.xiaoyaoyou.day14.Express.getName()
public void com.xiaoyaoyou.day14.Express.setName(java.lang.String)
name
class java.lang.String
public java.lang.String com.xiaoyaoyou.day14.Express.getNumber()
public void com.xiaoyaoyou.day14.Express.setNumber(java.lang.String)
number
class java.lang.String
public java.lang.String com.xiaoyaoyou.day14.Express.getPhoneNumber()
public void com.xiaoyaoyou.day14.Express.setPhoneNumber(java.lang.String)

Java从入门到实战总结-3.8、Java枚举、注解、反射、内省