Java 高级技术
Java 高级技术
转载请标注来源哦~~
本文介绍 Java 高级技术,你将学习到 Java 单元测试、反射、注解和动态代理的知识。文章内容来自站主大学时期的课程笔记。
源码、框架、架构师层面的技术
单元测试
就是针对最小的功能单元:方法,编写测试代码对其进行正确性测试、
咱们之前是如何进行单元测试的?有啥问题? 只能在main方法编写测试代码,去调用其他方法进行测试。 无法实现自动化测试,一个方法测试失败,可能影响其他方法的测试 无法得到测试的报告,需要程序员自己去观察测试是否成功。
可以用来对方法进行测试,它是第三方公司开源出来的(很多开发工具已经集成了Junit框架,比如IDEA)
优点:
- 可以灵活的编写测试代码,可以针对某个方法执行测试,也支持一键完成对全部方法的自动化测试,且各自独立
- 不需要程序员去分析测试的结果,会自动生成测试报告出来。
步骤:
- 将Junit4框架的jar包导入到项目中(IDEA集成了Junit框架,不需要我们自己手工导入了)
- 为需要测试的业务类,定义对应的测试类,并为每个业务方法,编写对应的测试方法(必须:公共、无参、无返回值)
- 测试方法上必须声明**@Test注解**,然后在测试方法中,编写代码,调用被测试的业务方法进行测试
- 开始测试:选中测试方法,右键选择“JUnit运行”,如果测试通过则是绿色;如果测试失败,则是红色(如果没有开始按钮,重启idea)
示例:
一开始是错误的代码:
public class StringUtil { // 字符串长度 public static void printNumber(String str) { System.out.println(str.length()); } // 求字符串最大索引 public static int maxIndex(String str) { if (str == null) return -1; return str.length(); }}测试类:
public class StringUtilTest {
@Test public void testPrintNumber() { // 测试用例要完整 StringUtil.printNumber("123abc"); StringUtil.printNumber(""); StringUtil.printNumber(null); } @Test public void testMaxIndex() { int maxIndex1 = StringUtil.maxIndex("abc123"); System.out.println(maxIndex1); int maxIndex2 = StringUtil.maxIndex(""); System.out.println(maxIndex2); int maxIndex3 = StringUtil.maxIndex(null); System.out.println(maxIndex3);
// 断言 // assert maxIndex1 == 5; Assert.assertEquals("求最大索引有问题", 5, maxIndex1); Assert.assertEquals("求最大索引有问题", -1, maxIndex2); Assert.assertEquals("求最大索引有问题", -1, maxIndex3); }}发现错误并修改后:
public class StringUtil { public static void printNumber(String str) { if (str == null) { System.out.println("参数为空"); return; } System.out.println(str.length()); }
// 求字符串最大索引 public static int maxIndex(String str) { if (str == null || str.equals("")) return -1; return str.length() - 1; }}反射
定义:先加载类,并允许以编程的方式解剖类中的各种成分(成员变量、方法、构造器等)
学什么?
学习获取类的信息、操作它们
- 反射第一步:加载类,获取类的字节码:Class对象
- 获取类的构造器:Constructor对象
- 获取类的成员变量:Field对象
- 获取类的成员方法:Method对象
1 加载类
获取Class对象的三种方式:
Class c1=类名.class- 调用Class提供方法:
public static Class forName(String package); - 0bject提供的方法:
public Class getClass();例如Class c3=对象.getClass();
示例:
// 1. 获取类对象Class c1 = Student.class;
// 2. forNameClass c2 = null;try { c2 = Class.forName("com.itheima.helloworld.Student");} catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace();}
// 3. getClassStudent s = new Student();Class c3 = s.getClass();
System.out.println(c1 == c2); // trueSystem.out.println(c1 == c3); // true2 获取类的成分并操作
- Class提供了从类中获取构造器的方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| Constructor<?>[] getConstructors() | 获取全部构造器(只能获取public修饰的) |
| Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() | 获取全部构造器(只要存在就能拿到) |
| Constructor<T> getConstructor(Class<?>… parameterTypes) | 获取某个构造器(只能获取public修饰的) |
| Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>…parameterTypes) | 获取某个构造器(只要存在就能拿到) |
获取到构造器的作用:依旧是创建对象:
| Constructor提供的方法 | 说明 |
|---|---|
| T new Instance(Object…initargs) | 调用此构造器对象表示的构造器,并传入参数,完成对象的初始化并返回 |
| public void setAccessible(boolean flag) | 设置为true,表示禁止检查访问控制(暴力反射) |
- Class提供了从类中获取成员变量的方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| public Field[] getFields() | 获取类的全部成员变量(只能获取public修饰的) |
| public Field[] getDeclaredFields() | 获取类的全部成员变量(只要存在就能拿到) |
| public Field getField(string name) | 获取类的某个成员变量(只能获取public修饰的) |
| public Field getDeclaredField(string name) | 获取类的某个成员变量(只要存在就能拿到) |
获取到成员变量的作用:依然是赋值、取值。
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| void set(object obj,object value) | 赋值 |
| Object get(object obj) | 取值 |
| public void setAccessible(boolean flag) | 暴力反射 |
- Class提供了从类中获取成员方法的API
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| Method[] getMethods() | 获取类的全部成员方法(只能获取public修饰的) |
| Method[] getDeclaredMethods() | 获取类的全部成员方法(只要存在就能拿到) |
| Method getMethod(string name, Class<?>…parameterTypes) | 获取类的某个成员方法(只能获取public修饰的) |
| Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>… parameterTypes) | 获取类的某个成员方法(只要存在就能拿到) |
成员方法的作用:依然是执行
| Method提供的方法 | 说明 |
|---|---|
| public Object invoke(object obj,object… args) | 触发某个对象的该方法执行。 |
| public void setAccessible(boolean flag) | 暴力反射 |
示例:
// 反射 获取类的信息Class c1 = Student.class;System.out.println(c1.getName());System.out.println(c1.getSimpleName());
// 1.获取构造器Constructor[] cons = c1.getDeclaredConstructors();// 获取所有的无参构造器Constructor cons1 = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);// 获取指定参数的构造器// 作用cons1.setAccessible(true); // 临时设置(私有)构造器可访问(暴力反射)Student s = (Student) cons1.newInstance("张三", 18);
// 2.获取成员变量Field[] fields = c1.getDeclaredFields(); // 获取所有的成员变量Field field = c1.getDeclaredField("age"); // 获取指定成员变量// 作用field.setAccessible(true);field.set(s, 19);System.out.println(s.getName() + ":" + s.getAge());
// 3.获取方法Method[] methods = c1.getDeclaredMethods(); // 获取所有的方法Method method = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class); // 获取指定有参方法// 作用method.setAccessible(true);method.invoke(s, "李四");反射的作用
-
可以得到一个类的全部成分然后操作。
-
可以破坏封装性。
-
可以绕过泛型的约束
// 反射 绕过泛型的约束ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("hello");Class<? extends ArrayList> cls = list.getClass();// 获取add方法Method add = cls.getMethod("add", Object.class);add.invoke(list, 100); -
最重要的用途是: 适合做Java的框架,基本上,主流的框架都会基于反射设计出一些通用的功能。
面试问你:sprintboot原理是什么:反射肯定有
示例,做一个简易的框架:
需求:对于任意一个对象,该框架都可以把对象的字段名和对应的值,保存到文件中去。
- 定义一个方法,可以接收任意对象。
- 每收到一个对象后,使用反射获取该对象的Class对象,然后获取全部的成员变量
- 遍历成员变量,然后提取成员变量在该对象中的具体值。
- 把成员变量名、和其值,写出到文件中去即可,
public static void saveObject(Object o) throws Exception { PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("01-basic\\src/object.txt", true)); // 只有反射可以知道对象有多少个字段 // 1. 获取Class对象 Class c = o.getClass(); ps.println("=========" + c.getSimpleName() + "=========="); // 2. 获取所有字段 Field[] fields = c.getDeclaredFields(); for (Field f : fields) { // 3. 获取字段名 String fieldName = f.getName(); // 4. 获取字段值 Object fieldValue = null; try { f.setAccessible(true); fieldValue = f.get(o); } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } // 5. 保存到数据库 ps.println(fieldName + ":" + fieldValue); }}Student s = new Student("张三", 18, "深圳", 5000.0);Xiaomi xiaomi = new Xiaomi();
SaveObject.saveObject(s);SaveObject.saveObject(xiaomi);注解
-
就是Java代码里的特殊标记,比如:@Override、@Test等
-
作用是:让其他程序根据注解信息来决定怎么执行该程序。
-
注解可以用在类上、构造器上、方法上、成员变量上、参数上、等位置处。
自定义注解
public @interface 注解名称{ public 属性类型 属性名() default 默认值;}public @interface MyBook { String name(); int aga() default 18; String[] address();}使用:在方法、类…上面加:
@MyBook(name = "java", aga = 19, address = {"深圳", "北京"})特殊属性名:value
- 如果注解中只有一个value属性,使用注解时,value名称可以不写。
- 或者其他属性给了默认值,那么也可以只写一个value的属性值,而不写value名称。
public @interface A { String value();}使用:
@A(value = "hello") 或者@A("hello")原理
-
本质上是一个接口继承了Annotation类,属性其实是抽象方法
-
使用@注解(…):其实就是一个实现类对象,实现了该注解以及Annotation接口
元注解
指的是:注解注解的注解。(套娃)
-
@Target 作用:声明被修饰的注解只能在哪些位置使用
@Target(xxx) // 只有一个value属性, 是枚举类型- TYPE,(只能修饰)类,接口
- FIELD,成员变量
- METHOD,成员方法
- PARAMETER,方法参数
- CONSTRUCTOR,构造器
- LOCAL VARIABLE,局部变量
例如:
// @Target(ElementType.METHOD)@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD})public @interface A {String value();} -
@Retention 作用:声明注解的保留周期。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)- SOURCE 只作用在源码阶段,字节码文件中不存在。
- CLASS(默认值) 保留到字节码文件阶段,运行阶段不存在。
- RUNTIME(开发常用) 一直保留到运行阶段。
注解的解析
- 就是判断类上、方法上、成员变量上是否存在注解,并把注解里的内容给解析出来。
如何解析注解?
- 要解析谁上面的注解,就应该先拿到谁。 比如要解析类上面的注解,则应该先获取该类的Class对象,再通过Class对象解析其上面的注解。
- Class 、Method、Field,Constructor、都实现了AnnotatedElement接口,它们都拥有解析注解的能力
| AnnotatedElement接口提供了解析注解的方法 | 说明 |
|---|---|
| public Annotation[] getDeclaredAnnotations() | 获取当前对象上面的全部注解。 |
| public T getDeclaredAnnotation(Class<T>annotationClass) | 获取指定的注解对象 |
| public boolean isAnnotationPresent(Class<Annotation> annotationclass) | 判断当前对象上是否存在某个注解 |
示例——需求:
-
定义注解MyTest,要求如 包含属性
value() 包含属性 aaa(),默认值为 100 包含属性 bbb() 限制注解使用的位置<类和成员方法上>类和成员方法上> 指定注解的有效范围<一直到运行时>一直到运行时> @Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface MyTest {String value();double aaa() default 100;String bbb();} -
定义一个类叫
,在类中定义一个test1方法,并在该类和其方法上使用MyTest注解 @MyTest(value = "jjy", bbb = "123")public class Demo {@MyTest(value = "jjy2", bbb = "1232")public void test1(){System.out.println("test1");}} -
定义AnnotationTest3测试类,解析Demo类中的全部注解。
// 1.获取Class对象Class clazz = Demo.class;// 是否有注解if (clazz.isAnnotationPresent(MyTest.class)) {// 2.获取类上面的MyTest注解MyTest mt = (MyTest) clazz.getDeclaredAnnotation(MyTest.class);System.out.println(mt.value());System.out.println(mt.bbb());// 3.获取类上面的全部注解,并遍历Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();for (Annotation a : annotations) {System.out.println(a);}// 4. 获取方法上面的注解Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();for (Method m : methods) {if (m.isAnnotationPresent(MyTest.class)) {MyTest mt2 = m.getDeclaredAnnotation(MyTest.class);System.out.println(mt2.value());System.out.println(mt2.bbb());}}}
注解的应用场景
使用注解开发出一个简易版的Junit框架。
属性的作用:例如规定该程序运行几次等
需求:
- 定义若干个方法,只要加了MyTest注解,就会触发该方法执行。
分析:invoke
- 定义一个自定义注解MyTest,只能注解方法,存活范围是一直都在。
- 定义若干个方法,部分方法加上@MyTest注解修饰,部分方法不加。
- 模拟一个junit程序,可以触发加了@MyTest注解的方法执行。
public class AnnotationDemo { public static void main(String[] args) { // 模拟一个junit程序,可以触发加了@MyTest注解的方法执行 Class c = AnnotationDemo.class; Method[] methods = c.getDeclaredMethods(); for (Method m : methods) { if (m.isAnnotationPresent(MyTest.class)) { try { m.invoke(new AnnotationDemo()); // 出发某个对象的该方法执行 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } } @MyTest public void test1(){ System.out.println("test1"); }
public void test2(){ System.out.println("test2"); }
@MyTest public void test3(){ System.out.println("test3"); }}动态代理
认识动态代理
-
目标对象如果嫌身上干的事太多的话可以通过代理来转移部分职责。
-
目标对象有什么方法想被代理,代理就一定要有对应的方法。
-
中介如何知道要派有唱歌、跳舞方法的代理呢?
接口
如何创建代理对象?
-
java.lang.reflect.Proxy类:提供了为对象产生代理对象的方法Proxy.newProxyInstance
public static object newProxyInstance(classLoader loader, class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)参数一:用于指定用哪个类加载器,去加载生成的代理类(使用任意类加载器都可以)参数二:指定代理对象需要实现的接口(明星/目标类实现了哪些接口,代理对象就实现哪些接口)参数三:用来指定生成的代理对象要干什么事情
示例:为杨超越创建代理
明星对象(目标对象):
public interface SuperStarService { void sing(String song); void dance();}@...public class SuperStar implements SuperStarService { private String name; @Override public void sing(String song) { System.out.println(name + ": 唱" + song); } @Override public void dance() { System.out.println(name + ": 跳"); }}创建代理对象:
public class ProxyUtil { public static SuperStarService createProxy(SuperStar target) { // 创建明星对象的代理对象 SuperStarService starProxy = (SuperStarService) Proxy.newProxyInstance( target.getClass().getClassLoader(), // 类加载器, 使用任意类加载器都可以 target.getClass().getInterfaces(), // 指定代理对象需要实现的接口,明星类实现了哪些接口,代理对象就实现哪些接口 (proxy, method, args) -> { // 方法调用处理程序,代理对象调用任何方法,都会执行这个方法。即代理要做哪些事情 /** * proxy: 代理对象,它就是我们创建的代理对象,它和目标对象有相同的类型,但是它不是目标对象. * method: 目标对象的方法,它就是我们代理对象调用的方法,它和目标对象方法有相同的签名,但是它不是目标对象方法. * args: 目标对象方法的参数,它和目标对象方法的参数有相同的类型,但是它不是目标对象方法的参数. */ if (method.getName().equals("dance")) { System.out.println("准备场地,收钱10w"); } else if (method.getName().equals("sing")) { System.out.println("准备麦克风,收钱20w"); } // 调用目标对象的方法 Object result = method.invoke(target, args); return result; } ); return starProxy; }}创建代理执行:
public static void main(String[] args) throws Exception { SuperStar star = new SuperStar("杨超越"); // 创建代理 SuperStarService starProxy = ProxyUtil.createProxy(star); starProxy.dance(); // 代理对象执行方法 starProxy.sing("蜡笔小新");}解决实际问题-好处
- 减少代码量,简化代码
- 减少耦合度,解耦合
- 拓展功能,增强功能
案例——使用代理优化用户管理类
场景
- 某系统有一个用户管理类,包含用户登录,删除用户,查询用户等功能,系统要求统计每个功能的执行耗时情况,以便后期观察程序性能。
本来这些方法内部进行统计耗时,太乱——使用代理模式,将这些功能合并成一个代理类,代理类负责统计耗时。(类似于AOP切面编程)
支持与分享
如果这篇文章对你有帮助,欢迎分享给更多人或打赏支持!














