反射、注解与动态代理

一、反射

1.1 认识反射

• 定义：反射是指在程序运行过程中动态获取类的成员（成员变量、成员方法、构造方法）并使用。

• 作用：可以在运行时动态地操作类及其成员。

1.2 获取Class类的对象

• 方式一：Class.forName("全类名")，返回指定类的Class对象。

• 方式二：类名.class，直接获取类的Class对象。

• 方式三：对象.getClass()，通过对象获取其对应的Class对象。

1.3 获取类的构造方法

• 方法：

  • getConstructors()：获取所有public构造方法。

  • getDeclaredConstructors()：获取所有构造方法（包括私有）。

  • getConstructor(Class... parameterTypes)：获取指定参数类型的public构造方法。

  • getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)：获取指定参数类型的构造方法（无视访问权限）。

• 使用：通过构造方法对象调用newInstance()创建对象，私有构造方法需调用setAccessible(true)。

1.4 获取类的成员变量

• 方法：

  • getFields()：获取所有public成员变量。

  • getDeclaredFields()：获取所有成员变量（包括私有）。

  • getField(String name)：获取指定名称的public成员变量。

  • getDeclaredField(String name)：获取指定名称的成员变量（无视访问权限）。

• 操作：通过Field对象调用set(Object obj, Object value)赋值，调用get(Object obj)获取值，私有成员变量需调用setAccessible(true)。

1.5 获取类的成员方法

• 方法：

  • getMethods()：获取所有public方法。

  • getDeclaredMethods()：获取所有方法（包括私有）。

  • getMethod(String name, Class... parameterTypes)：获取指定参数类型的public方法。

  • getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)：获取指定参数类型的方法（无视访问权限）。

• 使用：通过Method对象调用invoke(Object obj, Object... args)执行方法，私有方法需调用setAccessible(true)。

1.6 反射的作用与应用场景

• 作用：

  • 动态获取类的成员信息。

  • 动态调用类的方法。

  • 破坏封装性（通过setAccessible(true)）。

• 应用场景：

  • 实现通用框架（如Spring的依赖注入）。

  • 模拟Junit框架。

  • 动态代理。

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二、注解

2.1 概述与自定义注解

• 定义：注解是JDK 5引入的一种元数据机制，用于为代码提供额外的信息。

• 自定义注解：

  • 使用@interface定义注解。

  • 注解中的方法默认返回类型为String，可指定默认值。

  • 属性支持基本类型、String、枚举、Class、注解及它们的数组。

2.2 元注解

• @Target：指定注解的使用范围（如TYPE、METHOD、FIELD等）。

• @Retention：指定注解的生命周期（SOURCE、CLASS、RUNTIME）。

• @Documented：表示注解将被包含在JavaDoc中。

• @Inherited：表示注解可以被继承。

2.3 注解的解析

• 方法：

  • getDeclaredAnnotations()：获取对象上的所有注解。

  • getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)：获取指定类型的注解。

  • isAnnotationPresent(Class annotationClass)：判断是否包含指定注解。

• 解析对象：通过Class、Method、Field等对象解析注解。

2.4 应用场景

• 模拟Junit框架：通过注解标记测试方法，并在运行时解析注解执行测试。

• 日志记录：通过注解记录方法的执行日志。

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三、动态代理

3.1 概述与入门

• 定义：动态代理是一种在运行时动态生成代理对象的技术，用于增强原始对象的功能。

• 实现方式：通过java.lang.reflect.Proxy类生成代理对象。

3.2 实现动态代理

• 步骤：

  1. 定义接口，原始类和代理类实现相同接口。

  2. 创建原始类对象。

  3. 使用Proxy.newProxyInstance()生成代理对象。

  4. 通过代理对象调用方法。

• 方法：

  • Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)：

    • ClassLoader：类加载器。

    • interfaces：代理类实现的接口数组。

    • InvocationHandler：调用处理器，用于处理代理对象的方法调用。

3.3 应用案例

• 模拟企业业务功能：通过动态代理实现功能增强，如性能统计、日志记录等。

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思维导图

以下是根据上述内容整理的思维导图：

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├── 一、反射
│   ├── 1.1 认识反射
│   ├── 1.2 获取Class对象
│   ├── 1.3 获取构造方法
│   ├── 1.4 获取成员变量
│   ├── 1.5 获取成员方法
│   └── 1.6 反射的作用与应用场景
├── 二、注解
│   ├── 2.1 概述与自定义注解
│   ├── 2.2 元注解
│   ├── 2.3 注解的解析
│   └── 2.4 应用场景
├── 三、动态代理
│   ├── 3.1 概述与入门
│   ├── 3.2 实现动态代理
│   └── 3.3 应用案例