Java程序设计教程课件：Java高级编程

Java高级编程Java

本章内容提要Java反射机制AnnotationJava代

理012.1.1Java反射机制简介反射(Reflection)

机制是一种程序设计语言功能，可

以实现在程序解释、运行时动态加载类，实例化对象，并

可查看类申成员变量和方法的信息、定义对象并操作对象

使用成员变量和调用方法。Java反射机制是通过Class类中

相关方法的使用实现的，其中，Class

类中的类方

法

：public

static

Class<T>forName(String

className)throws

ClassNotFountException可以通过参数加载一个类，创建一个Class对象，之后该

Class对象调用方法：public

T

newInstance()即可获取一个被加载的类的对象方式。12.!Java反射机制abstractclassSonyProduct{Stringtype;double

price;abstractvoidprintlnfo();}classSonyCameraextendsSonyProduct{voidprintlnfo(){Sysntln("TheSonyCamera:type-"+type+",price-

+price+"!);}}例12-1importjScanner;12.!Java反射机制classSonyTVextendsSonyProduct{voidprintInfo(){Sysntln("TheSonyTV:type-"+type+",price-

"+price+"!");了}publicclass

Example12_1{publicstaticvoidmain(String[]args){Scannerscan=newScanner(System.in);Sysntln("Please

inputproduct:");StringclassName=scan.next();Sysntln("Please

inputtypeofproduct:");12.!Java反射机制

12.!Java

反射机制Stringtype=scan.next();Sysntln("Please

inputpriceofproduct:");doubleprice=scan.nextDouble();try{Classc=Class.forName(className);SonyProductsonyProduct=(SonyProduct)c.newlnstance();sonyProduct.type=type;sonyProduct.price=price;sonyProduct.printlnfo();}catch(ClassNotFoundExceptione){Sysntln(e);}catch(InstantiationExceptione){Sysntln(e);}catch(IllegalAccessExceptione){Sysntln(e);}}

12.!Java反射机制

12.1.2类加载器利用反射机制创建对象与直接通过构造方法创建对象是Java中定义对象的两种方式，但其本质上都是通过类加载器来完成的。类加载

器用于加载Java字节码文件，它的执行过程反

映了Java程序运行时引入的类库及字节码文件

的加载过程。publicvoidprintlnfo(){Sysntln("Iam"+name+",I

am

"+nation+"!");例12-2classStudent{

String

name;String

nation;12.!Java

反射机制publicclass

Example12_2{publicstaticvoidmain(String[]args){

Studentstu=newStudent();="LiMing";stu.nation="Chinese";stu.printInfo();}}12.!Java

反射机制13.2套接字通信对象stu的创建过程就是通过类加载器完成的。具体的顺

序是

：(1)在Java

解释、运行命令执行时，启动Java虚拟机(寻找

并执行Java安装目录下JRE文件夹中的jvm.dll文件)。(2)生成引导程序加载器(BootStrap

Loader),它用来加

载

Java

的核心库。(3)引导程序加载器加载扩展加载器(Extended

Loader),并设定引导程序加载器为扩展加载器的父类。扩展加载器用

来加载

Java

的扩展库。(4)引导程序加载器加载系统加载器(System

Loader),并设定扩展加载器为系统加载器的父类。系统加载器用来加载

自

定义类。

12.!Java反射机制

(5)系统加载器开始加载指定的类

，其中，每个类加载器会先

将加载任务交给其父类，系统加载器搜索环境变量classPath和当前程序运行目录下的类(联想一下classPath环境变量值的设

置

)

。(6)扩展加载器搜索Java安装目录下JRE文件夹中lib¥ext¥classes目录下的.class

文件或lib¥ext

目录下的

.jar

文

件

。(7)引导程序加载器会搜索Java安装目录下JRE文件夹中classes目录下的

.class

文件，或lib目录下的.jar

文件。此时,若没有找到要加载的类，就会抛出NoClassDefoundException异

常

。

12.!Java

反射机制

12.1.3

利用反射机制使用成员变量和方法使用Class类可以实现Java反射机制动态加载一

个类，同时，Class

类中还提供了一些方法，用以获

取被加载类中定义的成员变量和方法。通过这些的方

法，不仅可以进一步获取被加载类中成员变量和方法

的相关信息，甚至进行类中成员变量的使用和方法的

调

用

。例12-3importjScanner;import

jlect.*;classTestDemo{int

a;voidtest(Strings,doubleb){Sysntln(a);Sysntln(b);Sysntln(s);}class

Example12_3{publicstaticvoidmain(String[]args){12.!Java

反射机制Java

12.!Java

反射机制

Scannerscan=newScanner(System.in);Classc=Class.forName(className);"test",newClass[]{String.class,Double.TYPE});method.invoke(object,newObject[]{"LiMing",20});

Fieldfield=c.getDeclaredField("a");field.setlnt(object,88);method.invoke(object,newObject[]{"Lisa",90});Sysntln(e);}}Objectobject=c.newlnstance();Method

method=c.getDeclaredMethod(StringclassName=scan.next();}catch(Exceptione){try{

12.!Java反射机制在Java反射机制中，Class

类的应用就是反射的

核心。利用Class类可以完成Java反射机制的各项功

能——定义任意一个类的对象、获取任意一个类所具有的成员变量和方法、使用任意一个类的成员变量、

调用任意一个对象的方法，即动态定义对象并对其进

行操作，体现了程序的灵活性。在实际应用中使用Java反射与使用Class类两者是一致的。12.2.1

Annotation简介从JDK1.5开始，Java引人了名为Annotaion的特性，

用以增强Java程序的功能。Annotation

中文释义为注解、

注释。在应用时

，可以置于包定义、类声明、成员变量定

义

、方法声明、局部变量定义等内容之上，基本格式有四种，分别为：■

@Annotation名称(paraml=valuel,param2={value2,value3,……})■@Annotation名称({

valuel,valuel,……)■@Annotation名称(唯一参数值)■

@Annotation名称12.2Aonotation

12.2Aonotation

注释是程序开发人员在程序的编写过程中为程序添加的解释和说明，便于日后程序开发人员对程序进行阅读和

维

护

。Annotation的注释不同于传统的注释，它不是为程

序开发人员提供的阅读内容，而是提供给Java编译器的，换言之，Annotation是为Java

编译器准备的“注释”,用

于告知编译器需要执行的操作。正是由于Annotation是由

编译器进行“阅读”的，所以在程序中编写的Annotation

对程序自身的执行结果没有任何影响。在这个接口中，定义了四个方法：■public

Annotation

getAnnotation(Class

annotationType)

返回为当前对象添加的annotationType类型的注释对象■

public

Annotation[]getAnnotations()返回为当前对象添加的所有注释对象■

public

Annotation[]getDeclaredAnnotations()返回

为当前对象直接添加的所有注释对象，不包括继承的Annotationpublic

booleanisAnnotationPresent(Class

annotationType)

判断当前对

象上是否添加了参数annotationType指定的注释

，如果添加了，返回true,否则，返回false12.2

Aonotation

12.2Aonotation

在反射机制中经常用到的Package

、Class

、Field、Method等类都实现了AnnotatedElement

接口，因此这些类的

对象可以利用实现的接口方法获取在其上添加的Annotation信息，执行编写的相关Annotation内容所设定的操作。这些操作均是Java编译器在进行源程序编译的过程中完成的，使

得程序在进行编译和之后的解释、运行过程中，不仅执行源

程序原有的内容，还将执行Annotation指定的操作，增强了

源程序的功能。12.2.2三个常用的Annotation1.OverridejOverride用手标注方法，说

明方法是一个重写的方法，起

到了标识作用，属于一种标记Annotation。如果Override标注

的方法并不是一个重写的方法，则程序在编译过程中会报错。利用Override的这种重写标识作用，可以更加准确的表明一个方法的使用特点，提高程序可读性。12.2Aonotation2.DeprecatedjDeprecated可以标注方法，也可以标注成员变量，说明方

法或成员变量已经过时，不再建议被使用，也属于一种标记Annotation。所谓方法或成员变量的过

时

，指的是方法的功能已经由其

它方法实现，或成员变量表示的属性已经有更合理的名称，因此不再建议继续使用

。此

时

，并不是不能使用，只是不建议使

用，而在程序编译时，会给出警告，表示使用了已经过时的方

法或成员变量。12.2Aonotation例12-4publicclass

DeprecatedTest{@Deprecatedpublicvoidprintlnfo(){Sysntln("This

isa

Deprecatedtest!");class

Example12_4{publicstaticvoidmain(String[]args){DeprecatedTestdt=new

DeprecatedTest();

dt.printlnfo();L}12.2

Aonotation}

12.2Aonotation

3.SuppressWarningsjSuppressWarning可以标注类和方法，压制类体和方法体

中出现的警告，也可以标注成员变量，压制对成员变量的警告。通过压制警告，可以禁止编译后警告信息的显示。SurppressWarnings在使用时需要设置参数，指定需要压制

的警告信息类别。因此，SurppressWarnings

不属于标记Annotation,是一种标准Annotation,这也是它与Override

和

Deprecated的主要区别。参数说明deprecation压制过时警告unchecked压制类型转换警告，如定义集合某些对象时未使用泛

型fallthrough压制switch语句中某分支case中没有break语句的警告path压制在类、源文件等路径中有不存在的文件的警告serial压制类声明时未进行序列化的警告finally压制finally字句不能正常执行的警告static-access压制类变量、类方法使用时未按类名调用的警告all压制以上所用警告12.2Aonotation

12.2Aonotation

12.2.3

自定义Annotation

的实现Annotation增强了Java程序的功能，但JDK提供的Annotation毕竟有限，因此，自定义Annotation的应用就变得

非常有价值。自定义Annotation从格式上来看，类似于定义一

个接口，只不过使用的是@interface,同

时还需要加入Retention

和Target

两种Annotation,

使其发挥作用。1

.

自定义标记Annotation标记Annotation仅起到标识作用，因此，自定义标记

Annotation也仅进行标识。例12-5public@interface

MarkerAnnotationTest{}

class

Example12_5{@MarkerAnnotationTestpublicvoidmethod(){Sysntln("The

MarkerAnnotationtest.");}publicstaticvoidmain(String[]args){TestMaintest=newTestMain();test.method();12.2

Aonotation}

J

}12.2Aonotation在进行Annotation

的定义时，需要为Annotation添加Retention

Annotation,用于告知编译器如何对待自定义的Annotation,之后再利用Java反射机制完成对自定义Annotation的

获取和操作。RetentionAnnotation在使用时

，需要使用RetentionPolicy类中的类常量作为参数。参数一共有三个，分

别为

：□

RetentionPolicy.SOURCE□

RetentionPolicy.CLASS□

RetentionPolicy.RUNTIME常量含义常量含义TYPE目标是类、接口、

枚举类型8PNSTRUCT且标是构造方

法FIELD目标是成员变量ABCAL

VARI目标是局部变

量METHOD目标是非构造方法ANVOTATION目

标

是Annotation枪RAME目标是方法的参数PACKAGE目标是包最后，还可以为自定义Annotation添加TargetAnnotation,

指定自定义Annotation标注的目标。Target

Annotation在添加时要设置参数，取值为jotation.ElementType枚举类型中的一个常量。ElementType定

义的枚举常量包括：12.2Aonotation例12-6importjotation.Retention;importjotation.RetentionPolicy;importjotation.ElementType;importjotation.Target;importjlect.Method;@Target(ElementType.METHOD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public@interfaceMarkerAnnotationTest{了class

Example12_6{@MarkerAnnotationTest12.2

AonotationpublicvoidtestMethod(){SysntIn("The

MarkerAnnotationtest.");}publicstaticvoidmain(String[]args){Classc=TestMain.class;try

{Methodmethod=c.getMethod("testMethod");if(method.isAnnotationPresent(MarkerAnnotationTest.class)){Sysntln("Find

MarkerAnnotation!");

}else{Sysntln("NoAnnotationbefound.");}12.2

AonotationTestMaintest=(TestMain)c.newlnstance();

test.method();}catch(NoSuchMethodExceptione){Sysntln(e);}catch(InstantiationExceptione){Sysntln(e);}catch(IllegalAccessExceptione){Sysntln(e);12.2

AonotationL

J

h

J

L

了12.2Aonotation2.

自定义标准Annotation标准Annotation可以在使用时指定参数，由编译器进行处

理，因此自定义标准Annotation

具有更强的实用价值，很多Java企业级应用程序的实现都是通过自定义标准Annotation完成

的

。自定义标准Annotation在实现时，可以在接口体中定义抽

象方法，作为自定义标准Annotation使用时的参数。例12-7import

jotation.Retention;import

jotation.RetentionPolicy;import

jotation.Target;import

jotation.ElementType;import

jlect.Field;import

jlect.Method;@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public

@interface

StandardAnnotationTest{String

name();了12.2

Aonotationpublicvoidprintlnfo(){Sysntln("ByStardardAnnotationout!");}}class

LoadedClass{@StandardAnnotationTest(name="AnalyClass")

publicAnalyClassanay;}class

Example12_7{publicstaticvoidmain(String[]args){Classc=LoadedClass.class;classAnalyClass{12.2

Aonotationtry{Fieldfield=c.getField("anay");if(field.isAnnotationPresent(StandardAnnotationTest.class){StandardAnnotationTeststand=field.getAnnotation(StandardAnnotationTest.class);

StringclassName=();Classtemp=Class.forName(className);Objectobject=temp.newlnstance();Methodmethod=temp.getDeclaredMethod("printlnfo");

method.invoke(object);}catch(Exceptione){Sysntln(e);12.2

Aonotation12.3代理机制Java代理机制是程序设计的一种模式，表示为某些对象提供一种代理操作以完成对这个对象的访问，即在客户端对象和目标对象之间引人一个申介一代理对象，由这个代理对象完成对目标对象的调用。由于通过代理调用目标对象，所以可以在完成目标对象操作的同时添加一些其他操作，扩展了程序的功能。代理机制分为两种一静态代理和动态代理。12.3代理机制12.3.1静态代理静态代理，是一种将代理对象(房屋中介)与目标对象

(

租房者)

绑定的操作方法，两者的关系通过接口建立。接口提

供代理对象与目标对象共有的功能，如租房，代理类和目标类

均使用该接口，并在代理类中声明目标对象，由目标对象执行

相关操作(房屋中介提供的租房功能最终还是要由租房者完成)

,

而

在

目标对象执行操作时，可进行其它功能的添加(房屋中介需要在租房过程中收取中介费),借助代理扩展程序的功能。12.3代理机制Java例12-8interface

Business{publicvoidrenting();}class

Lessee

implements

Business{publicvoidrenting(){Sysntln("Rentinga

house.");}class

Intermediary

implements

Business{

private

Lessee

lessee;publicIntermediary

(){lessee=new

Lessee();publicvoidrenting(){Sysntln("Charging");lessee.renting();}}publicclass

Example12_8{publicstaticvoidmain(String[]args){Intermediarymedium=newIntermediary();medium.renting();}}12.3代理机制}12.3代理机制静态代理的实

现

，要求目标对象必须是事先已经存在的，

需要将其作为代理对象的内部属性，即一个目标对象必须对应

一个代理对象。此时，随着目标对象的增多，代理对象也会随

着增多，导致程序中类的个数成倍增长

，程序规模将变得越来

越大。此外，如果事先并不知道目标对象(房屋中介并不确定

顾客是谁),或者代理操作的内容发生变化(房屋中介不再做

房屋中介，改做留学中介),该如何使用代理呢?12.3.2动态代理动态代理是一种非常灵活的代理方式，应用也最为普逼。

Java动态代理的实现同样需要定义接口一提供代理对象与目标

对象共有的功能，之后定义目标对象所属类并使用该接口，这

与静态代理的过程一致。