Java 反射机制及Annotation

转自：http://justjavac.iteye.com/blog/714654

Java 反射是 Java 语言的一个很重要的特征。它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。

Java 反射机制主要提供了以下功能：

　　a ．在运行时判断任意一个对象所属的类。

　　b ．在运行时构造任意一个类的对象。

　　c ．在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

　　d ．在运行时调用任意一个对象的方法。

在 JDK 中，主要由以下类来实现 Java 反射机制，这些类在 java.lang.reflect 包中：

Class 类：代表一个类。

Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。

Method 类：代表类的方法。

Constructor 类：代表类的构造方法。

Array 类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。

下面写了一个程序：设计了一个 POJO 类。所谓 POJO 类，本人粗浅的理解即和 JavaBean 类似，只有字段和 setter/getter 方法。然后在主函数通过反射，在控制台打印该 POJO 类的所有字段和方法。
本人设计的 POJO 类为 WorkerPOJO.java ，然后另一个测试类为 POJOReflection.java ，在 main 函数中负责打印该类的所有字段和方法。程序见下：

WorkerPOJO.java ：

package com.xpec.landon.trainjava.annotation;
/**
 * POJO类，和JavaBean相似
 * @author lvwenyong
 *
 */
public class WorkerPOJO{
 　　private String name;
 　　private int age;
 
 /**
  * 用Annotation修饰
  * @return 姓名
  */
 @WorkerPOJOAnnotation(name = "landon",age = 22) 
 public String getName() {
  　　return name;
 }
 public void setName(String name) {
  　　this.name = name;
 }
 public int getAge() {
  　　return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  　　this.age = age;
 }

}

POJOReflection.java ：

package com.xpec.landon.trainjava.annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.Method;


/**
 * 运用Java的反射机制，输出POJO类的字段和方法（新增了Annotation的修饰）
 * @author lvwenyong
 *
 */
public class POJOReflectionTest {
public static void main(String[] args)
 {
  try 
  {
   //加载WorkPOJO,注意这里一定要写全类名，包括包名，因为包名是类名的一部分
   Class pojo = Class.forName("com.xpec.landon.trainjava.annotation.WorkerPOJO");
   //获取域的数组
   Field []fieldList = pojo.getDeclaredFields();
   //获取方法的数组
   Method []methodList = pojo.getDeclaredMethods();
   
   System.out.println("WorkerPOJO类的所有字段：");
   System.out.println("修饰符" + "    " + "类型" + "                   " + "字段名");
   
   for(int i = 0;i < fieldList.length;i++)
   {
    Field field = fieldList[i];
    //用下面的形式获取具体的修饰符
    System.out.println(Modifier.toString(field.getModifiers()) + " " + field.getType() + " " + field.getName());
   }
   
   System.out.println();
   System.out.println("WorkerPOJO类的所有方法(不包括annotation修饰的方法)：");
   
   for(int j = 0;j < methodList.length;j++)
   {
    Method method = methodList[j];
    //判断方法是否被Annotation修饰
    boolean methodAnnotation = method.isAnnotationPresent(WorkerPOJOAnnotation.class);
    
    //如果被annotation修饰，则过滤掉该方法，即不输出
    if(methodAnnotation)
    {
     continue;
    }
    //获取方法参数列表
    Class parameters[] = method.getParameterTypes();
    
    System.out.print(Modifier.toString(method.getModifiers()) + " " + method.getReturnType() + " " + method.getName() + " (");
    
    for(int k = 0;k < parameters.length;k++)
    {
     System.out.print(parameters[k].toString());
    }
    
    System.out.println(")");
   }
  }
  catch(ClassNotFoundException exception1)
  {
   exception1.printStackTrace();
  }
  
 }

}

下面是程序的一个运行截图：

可以看到，在WorkerPOJO类中引入了Annotation 。

　下面，我们详细介绍一下Annotation：
    在使用 JUnit4 中，我们可以看到在每个测试方法前面都有一个 @Test 标记，这就是传说中的 Annotation 。
     Annotation 提供了一条与程序元素关联任何信息或者任何元数据（ metadata ）的途径。从某些方面看，annotation 就像修饰符一样被使用，并应用于包、类型、构造方法、方法、成员变量、参数、本地变量的声明中。这些信息被存储在 annotation 的 “name=value” 结构对中。 annotation 类型是一种接口，能够通过 java反射 API 的方式提供对其信息的访问。
     annotation 能被用来为某个程序元素（类、方法、成员变量等）关联任何的信息。需要注意的是，这里存在着一个基本的潜规则： annotaion 不能影响程序代码的执行，无论增加、删除 annotation ，代码都始终如一的执行。另外，尽管一些 annotation 通过 java 的反射 api 方法在运行时被访问，而 java 语言解释器在工作时忽略了这些 annotation 。正是由于 java 虚拟机忽略了 annotation ，导致了 annotation 类型在代码中是 “ 不起作用 ” 的；只有通过某种配套的工具才会对 annotation 类型中的信息进行访问和处理。
      annotation 是与一个程序元素相关联信息或者元数据的标注。它从不影响
ava 程序的执行，但是对例如编译器警告或者像文档生成器等辅助工具产生影响。
     我的理解是： Annotation 是继承自 java.lang.annotation.Annotation 的类，用于向程序分析工具或虚拟机提供 package class field methed 等方面的信息，它和其他类没什么区别 , 除了使用方式。
    下面写了一个简单的Annotation：WorkerPOJOAnnotation.java

package com.xpec.landon.trainjava.annotation;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * 修饰WorkerPOJO类方法的一个Annotation
 * @author lvwenyong
 *
 */

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WorkerPOJOAnnotation {
 String name();
 int age();

}

    其中 @Target 里面的 ElementType 是用来指定 Annotation 类型可以用在哪一些元素上的，包括 TYPE（类型）， METHOD （方法）， FIELD （字段）， PARAMETER （参数）等。其中 TYPE 是指可以用在Class,Interface 等类型上。下面给出用 jad 反编译出的 ElementType 中的静态变量的截图：

    另外 @Retention 中的 RetentionPolicy 是指 Annotation 中的信息保留方式，分别是 SOURCE,CLASS和 RUNTIME. SOURCE 代表的是这个 Annotation 类型的信息只会保留在程序源码里，源码如果经过了编译之后， Annotation 的数据就会消失 , 并不会保留在编译好的 .class 文件里面。 ClASS 的意思是这个 Annotation类型的信息保留在程序源码里 , 同时也会保留在编译好的 .class 文件里面 , 在执行的时候，并不会把这一些信息加载到虚拟机 (JVM) 中去 . 注意一下，当你没有设定一个 Annotation 类型的 Retention 值时，系统默认值是CLASS. 第三个 , 是 RUNTIME, 表示在源码、编译好的 .class 文件中保留信息，在执行的时候会把这一些信息加载到 JVM 中去的．
    下面给出用 jad 反编译出的 RetentionPolicy 中的静态变量的截图

    最后的一个 Annotation@Documented 是指目的就是让这一个 Annotation 类型的信息能够显示在 Java API 说明文档上。

下面将上面自己设计的 WorkerPOJOAnnotation 应用在了 WorkerPOJO 类的一个方法前面：

然后在控制台输出了没有被 Annotation 注释的字段和方法，运行后可以看到不包括 getName 方法。
最后我们可以用Junit4 书写一个测试用例： POJOReflectionJunit4Test .java

package com.xpec.landon.trainjava.annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

import javax.activation.FileDataSource;

import junit.framework.Assert;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

/**
 * 关于Java反射以及Annotation的一个TestCase
 * @author lvwenyong
 *
 */

public class POJOReflectionJunit4Test {
 private Class pojo;
 private Field []fieldList;
 private Method[] methodList;

 @Before
 public void setUp() throws Exception {
  //加载类WorkPOJO
  pojo = Class.forName("com.xpec.landon.trainjava.annotation.WorkerPOJO");
  //获取域的数组
  fieldList = pojo.getDeclaredFields();
  //获取方法的数组
  methodList = pojo.getDeclaredMethods();
 }
 
 //测试字段和方法的个数
 @Test
 public void testSize()
 {
  Assert.assertEquals(2, fieldList.length);
  Assert.assertEquals(4, methodList.length);
 }

 //测试字段是否带有annotations
 @Test
 public void isFieldAnnotation()
 {
  for(int i = 0;i < fieldList.length;i++)
  {
   Assert.assertEquals(false, fieldList[i].isAnnotationPresent(WorkerPOJOAnnotation.class));
  }
 }
 
 //测试方法是否带有annotations
 @Test
 public void isMethodAnnotation()
 {
  for(int i = 0;i < methodList.length;i++)
  {
   Assert.assertEquals(false, methodList[i].isAnnotationPresent(WorkerPOJOAnnotation.class));
  }
 }
 
 @After 
 public void tearDown() throws Exception {
 }

}