Java基础(20)——反射、注解

1.Junit单元测试:

* 测试分类:
	1. 黑盒测试:不需要写代码,给输入值,看程序是否能够输出期望的值。
	2. 白盒测试:需要写代码的。关注程序具体的执行流程。

* Junit使用:白盒测试
	* 步骤:
		1. 定义一个测试类(测试用例)
			* 建议:
				* 测试类名:被测试的类名Test		CalculatorTest
				* 包名:xxx.xxx.xx.test		cn.itcast.test

		2. 定义测试方法:可以独立运行
			* 建议:
				* 方法名:test测试的方法名		testAdd()  
				* 返回值:void
				* 参数列表:空参

		3. 给方法加@Test
		4. 导入junit依赖环境

	* 判定结果:
		* 红色:失败
		* 绿色:成功
		* 一般我们会使用断言操作来处理结果
			* Assert.assertEquals(期望的结果,运算的结果);

	* 补充:
		* @Before:
			* 修饰的方法会在测试方法之前被自动执行
		* @After:
			* 修饰的方法会在测试方法执行之后自动被执行

2.反射:框架设计的灵魂

* 框架:半成品软件。可以在框架的基础上进行软件开发,简化编码
* 反射:将类的各个组成部分封装为其他对象,这就是反射机制
	* 好处:
		1. 可以在程序运行过程中,操作这些对象。
		2. 可以解耦,提高程序的可扩展性。

在这里插入图片描述

* 获取Class对象的方式:
	1. Class.forName("全类名"):将字节码文件加载进内存,返回Class对象
		* 多用于配置文件,将类名定义在配置文件中。读取文件,加载类
	2. 类名.class:通过类名的属性class获取
		* 多用于参数的传递
	3. 对象.getClass():getClass()方法在Object类中定义着。
		* 多用于对象的获取字节码的方式

获取Class对象的三种方式演示Demo:

/**
 * 获取类对象的三种方式
 **/
public class GetClassThreeWay {

    public static void main(String[] args) {
        Hero h1 = new Hero();
        try {
            //模仿获取类对象的三种方式
            Class<? extends Hero> aClass = h1.getClass();
            Class<Hero> heroClass = Hero.class;
            String className = "com.JunitAndAnnotation.Hero";
            Class<?> aClass1 = Class.forName(className);//通过反射方式来获取Class对象
            System.out.println(aClass == heroClass);//true
            System.out.println(heroClass == aClass1);//true
            /**
             * 在一个JVM中,一种类,只会有一个类对象存在。所以以上三种方式取出来的类对象,都是一样的。
             * 注: 准确的讲是一个ClassLoader下,一种类,只会有一个类对象存在。通常一个JVM下,只会有一个ClassLoader。因为还没有引入ClassLoader概念, 所以暂时不展开了。
             */
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}
	* 结论:
		同一个字节码文件(*.class)在一次程序运行过程中,只会被加载一次,不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。




* Class对象功能:
	* 获取功能:
		1. 获取成员变量们
			* Field[] getFields() :获取所有public修饰的成员变量
			* Field getField(String name)   获取指定名称的 public修饰的成员变量

			* Field[] getDeclaredFields()  获取所有的成员变量,不考虑修饰符
			* Field getDeclaredField(String name)  
/**
 * @Author: Next
 * 使用反射的获取功能:
 * 			1. 获取成员变量们
 * 				* Field[] getFields() :获取所有public修饰的成员变量
 * 				* Field getField(String name)   获取指定名称的 public修饰的成员变量
 *
 * 				* Field[] getDeclaredFields()  获取所有的成员变量,不考虑修饰符
 * 				* Field getDeclaredField(String name)
 **/
public class ReflectDemo2_Fields {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //Field[] getFields() :获取所有public修饰的成员变量
        Class c = Hero.class;
        Field[] fields = c.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName());//只有修饰符为public的字符串a才会被打印出来
        }

        System.out.println("=====================");
        //Field getField(String name)   获取指定名称的 public修饰的成员变量
        Field a = c.getField("a");
        //获取成员变量的值
        Hero h = new Hero();
        Object o = a.get(h);
        System.out.println(o);
        //设置值
        a.set(h,"xixi");
        System.out.println(h);

        //忽略修饰符的获取所有的成员变量的方法
        //Field[] getDeclaredFields()  获取所有的成员变量,不考虑修饰符
        System.out.println("===================================");
        Field[] declaredFields = c.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }

        //Field getDeclaredField(String name)
        Field name = c.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true);//忽略安全检查,暴力反射
        name.set(h,"hhhh");//不忽略安全检查直接使用私有的成员变量的时候会报错!
        System.out.println(h);

    }

}

		2. 获取构造方法们
			* Constructor<?>[] getConstructors()  
			* Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)  

			* Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)  
			* Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  
public class ReflectDemo3_Constructor {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //2. 获取构造方法们
        //        * 				* Constructor<?>[] getConstructors()
        //        * 				* Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
        Class hero = Hero.class;
        Constructor constructor = hero.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(constructor);//打印一个有参数的构造器
        Object h1 = constructor.newInstance("zhangsan", 23);
        System.out.println(h1);

        //无参类型
        Constructor constructor2 = hero.getConstructor();
        System.out.println(constructor2);//打印一个有参数的构造器
        Object h2 = constructor2.newInstance();
        System.out.println(h2);

        //无参数的时候,构造方法可以直接使用这种方式,方便很多。
        Object h3 = hero.newInstance();
        System.out.println(h3);
    }

}
		3. 获取成员方法们:
			* Method[] getMethods()  
			* Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  

			* Method[] getDeclaredMethods()  
			* Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  

		4. 获取全类名	
			* String getName()  
public class ReflectDemo4_Method {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /*3. 获取成员方法们:
  				* Method[] getMethods()
                * 				* Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

  				* Method[] getDeclaredMethods()
                * 				* Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)*/
        Class<Hero> heroClass = Hero.class;
        //获取指定名称的方法
        Method eat = heroClass.getMethod("eat");
        //传递要执行的对象
        Hero hero = new Hero();
        //执行方法
        eat.invoke(hero);

        //获取带有参数的制定方法名称
        Method eat2 = heroClass.getMethod("eat", String.class);
        eat2.invoke(hero,"饭");

        Method[] methods = heroClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);//打印的方法包括了继承的父类Object中的方法
        }
    }
}

* Field:成员变量
	* 操作:
		1. 设置值
			* void set(Object obj, Object value)  
		2. 获取值
			* get(Object obj) 

		3. 忽略访问权限修饰符的安全检查
			* setAccessible(true):暴力反射



* Constructor:构造方法
	* 创建对象:
		* T newInstance(Object... initargs)  

		* 如果使用空参数构造方法创建对象,操作可以简化:Class对象的newInstance方法
public class BuildObjectByReflect {

    //演示通过反射的方式来创建一个对象
    public static void main(String[] args) {
        //先演示传统的方式来创建一个对象
        Hero h1 = new Hero();
        h1.setName("meimei");
        System.out.println(h1.getName());

        //演示通过反射的方式来创建一个对象
        String className = "com.JunitAndAnnotation.Hero";
        try {
            Class<?> aClass = Class.forName(className);//获得类对象
            Constructor<?> constructor = aClass.getConstructor();//获得构造器
            Hero hero = (Hero)constructor.newInstance();//使用构造器来创建对象实例
//            Hero hero = (Hero)aClass.newInstance();//使用类对象直接创建实例
            hero.setName("haha");
            System.out.println(hero.getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}
* Method:方法对象
	* 执行方法:
		* Object invoke(Object obj, Object... args)  

	* 获取方法名称:
		* String getName:获取方法名


* 案例:
	* 需求:写一个"框架",不能改变该类的任何代码的前提下,可以帮我们创建任意类的对象,并且执行其中任意方法
		* 实现:
			1. 配置文件
			2. 反射
		* 步骤:
			1. 将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中
			2. 在程序中加载读取配置文件
			3. 使用反射技术来加载类文件进内存
			4. 创建对象
			5. 执行方法
public class ReflectTestDemo {

    //完成一个案例,在不修改代码的为前提下,完成对象的创建和方法的执行
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //首先加载配置文件
        Properties properties = new Properties();
        ClassLoader classLoader = ReflectTestDemo.class.getClassLoader();
        InputStream resourceStream = classLoader.getResourceAsStream("com/JunitAndAnnotation/pro.properties");
        //加载成功
        properties.load(resourceStream);
        //获取要创建的对象的名称
        String className = properties.getProperty("className");
        String methodName = properties.getProperty("methodName");
        //使用反射技术来创建一个对象
        Class<?> aClass = Class.forName(className);
        //注意对象中一定要有空参的构造方法,重写了有参的构造方法,就一定要重写无参的构造方法
        Object instance = aClass.newInstance();
        //获取要执行的方法
        Method eat = aClass.getMethod(methodName);
        //执行方法
        eat.invoke(instance);
    }
}

3.注解:

* 概念:说明程序的。给计算机看的
* 注释:用文字描述程序的。给程序员看的

* 定义:注解(Annotation),也叫元数据。一种代码级别的说明。它是JDK1.5及以后版本引入的一个特性,与类、接口、枚举是在同一个层次。它可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面,用来对这些元素进行说明,注释。
* 概念描述:
	* JDK1.5之后的新特性
	* 说明程序的
	* 使用注解:@注解名称
	

* 作用分类:
	①编写文档:通过代码里标识的注解生成文档【生成文档doc文档】
/**
 *
 * 注解javadoc的演示
 *
 * @Author: Next
 * @Date: 2020/1/19
 * @since 1.5
 **/
public class AnnoDemo1 {

    /**
     * 计算两数的和
     * @param a 整数
     * @param b 整数
     * @return 两数的和
     */
    public int add(int a,int b){
        return a+b;
    }

}

生成的注释文档截图:
在这里插入图片描述
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在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
②代码分析:通过代码里标识的注解对代码进行分析【使用反射】
③编译检查:通过代码里标识的注解让编译器能够实现基本的编译检查【Override】

* JDK中预定义的一些注解
	* @Override	:检测被该注解标注的方法是否是继承自父类(接口)的
	* @Deprecated:该注解标注的内容,表示已过时
	* @SuppressWarnings:压制警告
		* 一般传递参数all  @SuppressWarnings("all")
/**
 * JDK中预定义的一些注解
 * 		* @Override	:检测被该注解标注的方法是否是继承自父类(接口)的
 * 		* @Deprecated:该注解标注的内容,表示已过时
 * 		* @SuppressWarnings:压制警告
 *
 *
 */

@SuppressWarnings("all")
public class AnnoDemo2 {

    @Override
    public String toString() {
        return super.toString();
    }

    @Deprecated//过期注解
    public void show1(){
        //有缺陷
    }

    public void show2(){
        //替代show1方法
    }

    public void demo(){
        show1();
        Date date = new Date();
    }
}

* 自定义注解
	* 格式:
		元注解
		public @interface 注解名称{
			属性列表;
		}

	* 本质:注解本质上就是一个接口,该接口默认继承Annotation接口
		* public interface MyAnno extends java.lang.annotation.Annotation {}

	* 属性:接口中的抽象方法
		* 要求:
			1. 属性的返回值类型有下列取值
				* 基本数据类型
				* String
				* 枚举
				* 注解
				* 以上类型的数组

			2. 定义了属性,在使用时需要给属性赋值
				1. 如果定义属性时,使用default关键字给属性默认初始化值,则使用注解时,可以不进行属性的赋值。
				2. 如果只有一个属性需要赋值,并且属性的名称是value,则value可以省略,直接定义值即可。
				3. 数组赋值时,值使用{}包裹。如果数组中只有一个值,则{}可以省略。
public @interface MyAnno {

     int value();
    Person per();
    MyAnno2 anno2();
    String[] strs();
     /*String name() default "张三";*/
     /*String show2();

     Person per();
     MyAnno2 anno2();

     String[] strs();*/


}

使用自定义的注解:

@MyAnno(value=12,per = Person.P3,anno2 = @MyAnno2,strs={"bbb","aaa"})
//@MyAnno3
public class Worker {
    //@MyAnno3
    public String name = "aaa";
    //@MyAnno3
    public void show(){


    }
}
	* 元注解:用于描述注解的注解
		* @Target:描述注解能够作用的位置
			* ElementType取值:
				* TYPE:可以作用于类上
				* METHOD:可以作用于方法上
				* FIELD:可以作用于成员变量上
		* @Retention:描述注解被保留的阶段
			* @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME):当前被描述的注解,会保留到class字节码文件中,并被JVM读取到
		* @Documented:描述注解是否被抽取到api文档中
		* @Inherited:描述注解是否被子类继承
/**

 元注解:用于描述注解的注解
     * @Target:描述注解能够作用的位置
     * @Retention:描述注解被保留的阶段
     * @Documented:描述注解是否被抽取到api文档中
     * @Inherited:描述注解是否被子类继承


 *
 */
Demo:
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD,ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
public @interface MyAnno3 {
}
* 在程序使用(解析)注解:获取注解中定义的属性值
	1. 获取注解定义的位置的对象  (Class,Method,Field)
	2. 获取指定的注解
		* getAnnotation(Class)
		//其实就是在内存中生成了一个该注解接口的子类实现对象

	            public class ProImpl implements Pro{
	                public String className(){
	                    return "com.xxx.annotation.Demo1";
	                }
	                public String methodName(){
	                    return "show";
	                }
	            }
	3. 调用注解中的抽象方法获取配置的属性值
@MyAanno(className = "com.JunitAndAnnotation.AnnoTest.Person",methodName = "eat")
public class ReflectTest_Anno {
    //演示获取注解对象的属性
    public static void main(String[] args) {
        //读取上边注解的属性
        Class<ReflectTest_Anno> reflectTest_annoClass = ReflectTest_Anno.class;
        //获取上边注解的对象
        MyAanno myAanno = reflectTest_annoClass.getAnnotation(MyAanno.class);
        String className = myAanno.className();
        String methodName = myAanno.methodName();

        System.out.println(className);
        System.out.println(methodName);
    }
}
* 案例:简单的测试框架
* 小结:
	1. 以后大多数时候,我们会使用注解,而不是自定义注解
	2. 注解给谁用?
		1. 编译器
		2. 给解析程序用
	3. 注解不是程序的一部分,可以理解为注解就是一个标签

案例中需要测试的代码为:

/**
 * 小明定义的计算器类
 */
public class Calculator {

    //加法
    @Check
    public void add(){
        String str = null;
        str.toString();
        System.out.println("1 + 0 =" + (1 + 0));
    }
    //减法
    @Check
    public void sub(){
        System.out.println("1 - 0 =" + (1 - 0));
    }
    //乘法
    @Check
    public void mul(){
        System.out.println("1 * 0 =" + (1 * 0));
    }
    //除法
    @Check
    public void div(){
        System.out.println("1 / 0 =" + (1 / 0));
    }


    public void show(){
        System.out.println("永无bug...");
    }

}

编写一个自定义的注解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Check {
}

编写测试的框架类:

/**
 * @Author: Next
 *
 * 这是一个简单的测试框架
 **/
public class TestCheck {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.获取需要测试的类
        Calculator calculator = new Calculator();
        //2.获取测试类的字节码对象
        Class<? extends Calculator> aClass = calculator.getClass();
        //3.获取测试类中的所有方法
        Method[] methods = aClass.getMethods();
        int number = 0;
        BufferedWriter osw = new BufferedWriter(new FileWriter("bug.txt"));
        //4.遍历所有的方法
        for (Method method : methods) {
            //5.如果方法上注解是Check才继续执行操作
            if(method.isAnnotationPresent(Check.class)){
                //6.执行当前的方法,看是否会出现异常
                try {
                    method.invoke(calculator);
                } catch (Exception e) {
                    //7.记录所有的异常信息
                    number++;//记录异常发生的次数
                    osw.write(method.getName() + " 方法出现了异常");
                    osw.newLine();
                    osw.write("出现异常的原因: " + e.getCause().getClass().getSimpleName());
                    osw.newLine();
                    osw.write("出现异常的详细原因分析:"+ e.getCause().getMessage());
                    osw.newLine();
                    osw.write("================================");
                    osw.newLine();
                }
            }
        }
        osw.write("本次测试中异常发生的次数为: "+number);
        osw.flush();
        osw.close();
    }

}

测试后生成的txt文件:
在这里插入图片描述

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