注解和反射

注解

Java 注解（Annotation）又称 Java 标注，是 JDK5.0 引入的一种注释机制。 注解是元数据的一种形式，提供有关于程序但不属于程序本身的数据。注解对它们注解的代码的操作没有直接影响。

注解的定义

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface MyAnnotation{
    String value() default "xxx";
 }

元注解

在定义注解时，注解类也能够使用其他的注解声明。对注解类型进行注解的注解类，我们称之为 meta�annotation（元注解）。一般的，我们在定义自定义注解时，需要指定的元注解有两个 ：Target和Retention,另外还有@Documented 与 @Inherited 元注解，前者用于被javadoc工具提取成文档，后者表示允许子类继承父类中定义的注解。

@Target

注解标记另一个注解，以限制可以应用注解的 Java 元素类型。目标注解指定以下元素类型之一作为其值：
ElementType.ANNOTATION_TYPE 可以应用于注解类型。
ElementType.CONSTRUCTOR 可以应用于构造函数。
ElementType.FIELD 可以应用于字段或属性。
ElementType.LOCAL_VARIABLE 可以应用于局部变量。
ElementType.METHOD 可以应用于方法级注解。
ElementType.PACKAGE 可以应用于包声明。
ElementType.PARAMETER 可以应用于方法的参数。
ElementType.TYPE 可以应用于类的任何元素。

@Retention

注解制定标记注解的储存方式：
RetentionPolicy.SOURCE - 标记的注解仅保留在源级别中，并被编译器忽略。
RetentionPolicy.CLASS - 标记的注解在编译时由编译器保留，但 Java 虚拟机(JVM)会忽略。
RetentionPolicy.RUNTIME - 标记的注解由 JVM 保留，因此运行时环境可以使用它。

@IntDef

IDE语法检查
在Android开发中， support-annotations 与 androidx.annotation) 中均有提供 @IntDef 注解，此注解的定义如
下：

@WeekDay
private int currentDay;
private static final int SUNDAY = 0;
private static final int MONDAY= 1;


@IntDef({SUNDAY,MONDAY})
@Target(ElementType.FIELD,ElementType.PARAMETER)
@interface WeekDay{

}
public static void setCurrentDay(@WeekDay int currentDay){
  this.currentDay = currentDay;
}
//android中还有个用于@DrawableRes用于资源的语法检查

Java中Enum(枚举)的实质是特殊单例的静态成员变量，在运行期所有枚举类作为单例，全部加载到内存中。比常量多5到10倍的内存占用。此注解的意义在于能够取代枚举，实现如方法入参限制。

@Documented

用于被javadoc工具提取成文档。

@Inherited

后者表示允许子类继承父类中定义的注解。

注解的应用场景

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)

技术：APT Anotation Processor Tools 注解处理器是 javac 自带的一个工具，用来在编译时期扫描处理注解信息
说明：在编译期能够获取注解与注解声明的类包括类中所有成员信息，一般用于生成额外的辅助类。

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)

技术：字节码增强
说明：在编译出Class后，通过修改Class数据以实现修改代码逻辑目的。对于是否需要修改的区分或者修改为不同逻辑的判断可以使用注解，aop面向切面编程。
定义: CLASS 的注解，会保留在class文件中，但是会被虚拟机忽略(即无法在运行期反射获取注解)。此时完全符合此种注解的应用场景为字节码操作。如：AspectJ、热修复Roubust中应用此场景。
所谓字节码操作即为，直接修改字节码Class文件以达到修改代码执行逻辑的目的。在程序中有多处需要进行是否
登录的判断。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

技术：反射
说明：在程序运行期间，通过反射技术动态获取注解与其元素，从而完成不同的逻辑判定。

注解处理器是对注解应用最为广泛的场景。在Glide、EventBus3、Butterknifer、Tinker、ARouter等等常用框架中都有注解处理器的身影。但是你可能会发现，这些框架中对注解的定义并不是SOURCE 级别，更多的是 CLASS 级别，别忘了：CLASS包含了SOURCE，RUNTIME包含SOURCE、CLASS。

反射

反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。这时候，我们使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用。反射就是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性;并且能改变它的属性。是Java被视为动态语言的关键。
Java反射机制主要提供了以下功能：
1、在运行时构造任意一个类的对象
2、在运行时获取或者修改任意一个类所具有的成员变量和方法
3、在运行时调用任意一个对象的方法（属性）

Class

反射始于Class，Class是一个类，封装了当前对象所对应的类的信息。一个类中有属性，方法，构造器等，比如说有一个Person类，一个Order类，一个Book类，这些都是不同的类，现在需要一个类，用来描述类，这就是Class，它应该有类名，属性，方法，构造器等。Class是用来描述类的类。

Class类是一个对象照镜子的结果，对象可以看到自己有哪些属性，方法，构造器，实现了哪些接口等等。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。 对象只能由系统建立对象，一个类（而不是一个对象）在 JVM 中只会有一个Class实例。

获得 Class 对象

获取Class对象的三种方式
1、 通过类名获取 类名.class
2、通过对象获取 对象名.getClass()
3、通过全类名获取 Class.forName(全类名) classLoader.loadClass(全类名)
使用 Class 类的 forName 静态方法

public static Class<?> forName(String className)

直接获取某一个对象的 class

Class<?> klass = int.class; 
Class<?> classInt = Integer.TYPE

调用某个对象的 getClass() 方法

StringBuilder str = new StringBuilder("123");
 Class<?> klass = str.getClass();
判断是否为某个类的实例

一般地，我们用 instanceof 关键字来判断是否为某个类的实例。同时我们也可以借助反射中 Class 对象的isInstance() 方法来判断是否为某个类的实例，它是一个 native 方法：

public native boolean isInstance(Object obj);

判断是否为某个类的类型

public boolean isAssignableFrom(Class<?> cls)
创建实例

通过反射来生成对象主要有两种方式。
1、使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例

Class<?> c = String.class; 
Object str = c.newInstance();

2、先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器构造类的实例

//获取String所对应的Class对象 
Class<?> c = String.class; 
//获取String类带一个String参数的构造器 
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class); 
//根据构造器创建实例 
Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);
获取构造器信息

得到构造器的方法

Constructor getConstructor(Class[] params) -- 获得使用特殊的参数类型的public构造函数(包括父类） 
Constructor[] getConstructors() -- 获得类的所有公共构造函数 
Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) -- 获得使用特定参数类型的构造函数(包括私有) 
Constructor[] getDeclaredConstructors() -- 获得类的所有构造函数(与接入级别无关)

获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似。主要是通过Class类的getConstructor方法得到Constructor类的一个实例，而Constructor类有一个newInstance方法可以创建一个对象实例：

public T newInstance(Object ... initargs)
获取类的成员变量（字段）信息

获得字段信息的方法

Field getField(String name) -- 获得命名的公共字段 
Field[] getFields() -- 获得类的所有公共字段 
Field getDeclaredField(String name) -- 获得类声明的命名的字段 
Field[] getDeclaredFields() -- 获得类声明的所有字段
调用方法

获得方法信息的方法

Method getMethod(String name, Class[] params) -- 使用特定的参数类型，获得命名的公共方法 
Method[] getMethods() -- 获得类的所有公共方法 
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) -- 使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法 
Method[] getDeclaredMethods() -- 获得类声明的所有方法

当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。 invoke 方法的原型为:

public Object invoke(Object obj, Object... args)
利用反射创建数组

数组在Java里是比较特殊的一种类型，它可以赋值给一个Object Reference 其中的Array类为
java.lang.reflect.Array类。我们通过Array.newInstance()创建数组对象，它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length);
反射获取泛型真实类型

当我们对一个泛型类进行反射时，需要的到泛型中的真实数据类型，来完成如json反序列化的操作。此时需要通过 Type 体系来完成。 Type 接口包含了一个实现类(Class)和四个实现接口，他们分别是：
TypeVariable
泛型类型变量。可以泛型上下限等信息；
ParameterizedType
具体的泛型类型，可以获得元数据中泛型签名类型(泛型真实类型)
GenericArrayType
当需要描述的类型是泛型类的数组时，比如List[],Map[]，此接口会作为Type的实现。
WildcardType
通配符泛型，获得上下限信息；

public class TestType <K extends Comparable & Serializable, V> { 
  K key; 
  V value; 
  public static void main(String[] args) throws Exception { 
    // 获取字段的类型 
    Field fk = TestType.class.getDeclaredField("key"); 
    Field fv = TestType.class.getDeclaredField("value"); 
    TypeVariable keyType = (TypeVariable)fk.getGenericType(); 
    TypeVariable valueType = (TypeVariable)fv.getGenericType(); 
    // getName 方法 
    System.out.println(keyType.getName());  // K 
    System.out.println(valueType.getName()); // V 
    // getGenericDeclaration 方法 
    System.out.println(keyType.getGenericDeclaration()); // class com.test.TestType
    System.out.println(valueType.getGenericDeclaration()); // class com.test.TestType 
    // getBounds 方法 
    System.out.println("K 的上界:"); // 有两个 
    for (Type type : keyType.getBounds()) { // interface java.lang.Comparable 
      System.out.println(type); // interface java.io.Serializable 
    }
    System.out.println("V 的上界:"); // 没明确声明上界的, 默认上界是 Object 
    for (Type type : valueType.getBounds()) { // class java.lang.Object 
      System.out.println(type); 
    } 
  } 
}

ParameterizedType

public class TestType { Map<String, String> map; 
  public static void main(String[] args) throws Exception { 
    Field f = TestType.class.getDeclaredField("map");
    System.out.println(f.getGenericType()); // java.util.Map<java.lang.String, java.lang.String> 
    ParameterizedType pType = (ParameterizedType) f.getGenericType();
    System.out.println(pType.getRawType()); // interface java.util.Map 
    for (Type type : pType.getActualTypeArguments()) { 
      System.out.println(type); // 打印两遍: class java.lang.String 
    } 
  } 
}

GenericArrayType

public class TestType<T> { 
  List<String>[] lists; 
  public static void main(String[] args) throws Exception {
   Field f = TestType.class.getDeclaredField("lists"); 
   GenericArrayType genericType = (GenericArrayType) f.getGenericType(); 
   System.out.println(genericType.getGenericComponentType());
  }
 }

WildcardType

public class TestType { 
  private List<? extends Number> a; // 上限 
  private List<? super String> b; //下限 
  public static void main(String[] args) throws Exception { 
    Field fieldA = TestType.class.getDeclaredField("a"); 
    Field fieldB = TestType.class.getDeclaredField("b"); 
    // 先拿到范型类型 
    ParameterizedType pTypeA = (ParameterizedType) fieldA.getGenericType(); 
    ParameterizedType pTypeB = (ParameterizedType) fieldB.getGenericType(); 
    // 再从范型里拿到通配符类型 
    WildcardType wTypeA = (WildcardType) pTypeA.getActualTypeArguments()[0]; 
    WildcardType wTypeB = (WildcardType) pTypeB.getActualTypeArguments()[0]; 
    // 方法测试 
    System.out.println(wTypeA.getUpperBounds()[0]); // class java.lang.Number
    System.out.println(wTypeB.getLowerBounds()[0]); // class java.lang.String 
    // 看看通配符类型到底是什么, 打印结果为: ? extends java.lang.Number
    System.out.println(wTypeA);
  }
}

在GSON反序列化过程中为什么TypeToken要定义为抽象类？

Response<Data> resp = gson.fromJson(json, new TypeToken<Response<Data>>() { }.getType());

因为只有定义为抽象类或者接口，这样在使用时，需要创建对应的实现类，此时确定泛型类型，编译才能够将泛型signature信息记录到Class元数据中。

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