Android 浅谈反射与注解

作者: 酷酷的Demo | 来源:发表于2019-06-26 22:28 被阅读0次

一、使用反射获取类的信息

现在有两个用于测试的类，代码很简单，我们直接贴出来：

FatherClass.java

public class FatherClass {
    public String mFatherName;
    public int mFatherAge;

    public void printFatherMsg(){}
}

SonClass.java

public class SonClass extends FatherClass{

    private String mSonName;
    protected int mSonAge;
    public String mSonBirthday;

    public void printSonMsg(){
        System.out.println("Son Msg - name : "
                + mSonName + "; age : " + mSonAge);
    }

    private void setSonName(String name){
        mSonName = name;
    }

    private void setSonAge(int age){
        mSonAge = age;
    }

    private int getSonAge(){
        return mSonAge;
    }

    private String getSonName(){
        return mSonName;
    }
}

1、获取类的所有变量信息

/**
 * 通过反射获取类的所有变量
 */
private static void printFields(){
    //1.获取并输出类的名称
    Class mClass = SonClass.class;
    System.out.println("类的名称：" + mClass.getName());

    //2.1 获取所有 public 访问权限的变量
    // 包括本类声明的和从父类继承的
    Field[] fields = mClass.getFields();

    //2.2 获取所有本类声明的变量（不问访问权限）
    //Field[] fields = mClass.getDeclaredFields();

    //3. 遍历变量并输出变量信息
    for (Field field :
            fields) {
        //获取访问权限并输出
        int modifiers = field.getModifiers();
        System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + " ");
        //输出变量的类型及变量名
        System.out.println(field.getType().getName()
                 + " " + field.getName());
    }
}

以上代码注释很详细，就不再解释了。需要注意的是注释中 2.1 的 getFields() 与 2.2的 getDeclaredFields() 之间的区别，下面分别看一下两种情况下的输出。看之前强调一下：SonClass extends FatherClass extends Object

调用 getFields() 方法，输出 SonClass 类以及其所继承的父类( 包括 FatherClass 和 Object ) 的 public 方法。注：Object 类中没有成员变量，所以没有输出

  类的名称：obj.SonClass
  public java.lang.String mSonBirthday
  public java.lang.String mFatherName
  public int mFatherAge

调用 getDeclaredFields() ，输出 SonClass 类的所有成员变量，不问访问权限

  类的名称：obj.SonClass
  private java.lang.String mSonName
  protected int mSonAge
  public java.lang.String mSonBirthday

2、获取类的所有方法信息

/**
 * 通过反射获取类的所有方法
 */
private static void printMethods(){
    //1.获取并输出类的名称
    Class mClass = SonClass.class;
    System.out.println("类的名称：" + mClass.getName());

    //2.1 获取所有 public 访问权限的方法
    //包括自己声明和从父类继承的
    Method[] mMethods = mClass.getMethods();

    //2.2 获取所有本类的的方法（不问访问权限）
    //Method[] mMethods = mClass.getDeclaredMethods();

    //3.遍历所有方法
    for (Method method :
            mMethods) {
        //获取并输出方法的访问权限（Modifiers：修饰符）
        int modifiers = method.getModifiers();
        System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + " ");
        //获取并输出方法的返回值类型
        Class returnType = method.getReturnType();
        System.out.print(returnType.getName() + " "
                + method.getName() + "( ");
        //获取并输出方法的所有参数
        Parameter[] parameters = method.getParameters();
        for (Parameter parameter:
             parameters) {
            System.out.print(parameter.getType().getName()
                    + " " + parameter.getName() + ",");
        }
        //获取并输出方法抛出的异常
        Class[] exceptionTypes = method.getExceptionTypes();
        if (exceptionTypes.length == 0){
            System.out.println(" )");
        }
        else {
            for (Class c : exceptionTypes) {
                System.out.println(" ) throws "
                        + c.getName());
            }
        }
    }
}

调用 getMethods() 方法获取 SonClass 类所有 public 访问权限的方法，包括从父类继承的。打印信息中，printSonMsg() 方法来自 SonClass 类， printFatherMsg() 来自 FatherClass 类，其余方法来自 Object 类

  类的名称：obj.SonClass
  public void printSonMsg(  )
  public void printFatherMsg(  )
  public final void wait(  ) throws java.lang.InterruptedException
  public final void wait( long arg0,int arg1, ) throws java.lang.InterruptedException
  public final native void wait( long arg0, ) throws java.lang.InterruptedException
  public boolean equals( java.lang.Object arg0, )
  public java.lang.String toString(  )
  public native int hashCode(  )
  public final native java.lang.Class getClass(  )
  public final native void notify(  )
  public final native void notifyAll(  )

调用 getDeclaredMethods() 方法

  类的名称：obj.SonClass
  private int getSonAge(  )
  private void setSonAge( int arg0, )
  public void printSonMsg(  )
  private void setSonName( java.lang.String arg0, )
  private java.lang.String getSonName(  )

3、访问或操作类的私有变量和方法

都知道，对象是无法访问或操作类的私有变量和方法的，但是，通过反射，我们就可以做到。没错，反射可以做到！下面，让我们一起探讨如何利用反射访问类对象的私有方法以及修改私有变量或常量。

TestClass.java

public class TestClass {

    private String MSG = "Original";

    private void privateMethod(String head , int tail){
        System.out.print(head + tail);
    }

    public String getMsg(){
        return MSG;
    }
}

1 访问私有方法

以访问 TestClass 类中的私有方法 privateMethod(...) 为例

/**
 * 访问对象的私有方法
 * 为简洁代码，在方法上抛出总的异常，实际开发别这样
 */
private static void getPrivateMethod() throws Exception{
    //1. 获取 Class 类实例
    TestClass testClass = new TestClass();
    Class mClass = testClass.getClass();

    //2. 获取私有方法
    //第一个参数为要获取的私有方法的名称
    //第二个为要获取方法的参数的类型，参数为 Class...，没有参数就是null
    //方法参数也可这么写 ：new Class[]{String.class , int.class}
    Method privateMethod =
            mClass.getDeclaredMethod("privateMethod", String.class, int.class);

    //3. 开始操作方法
    if (privateMethod != null) {
        //获取私有方法的访问权
        //只是获取访问权，并不是修改实际权限
        privateMethod.setAccessible(true);

        //使用 invoke 反射调用私有方法
        //privateMethod 是获取到的私有方法
        //testClass 要操作的对象
        //后面两个参数传实参
        privateMethod.invoke(testClass, "Java Reflect ", 666);
    }
}

需要注意的是，第3步中的 setAccessible(true) 方法，是获取私有方法的访问权限，如果不加会报异常 IllegalAccessException，因为当前方法访问权限是“private”的

正常运行后，打印如下，调用私有方法成功：

Java Reflect 666

2、修改私有变量

以修改 TestClass 类中的私有变量 MSG 为例，其初始值为 "Original" ，我们要修改为 "Modified"。老规矩，先上代码看注释

/**
 * 修改对象私有变量的值
 * 为简洁代码，在方法上抛出总的异常
 */
private static void modifyPrivateFiled() throws Exception {
    //1. 获取 Class 类实例
    TestClass testClass = new TestClass();
    Class mClass = testClass.getClass();

    //2. 获取私有变量
    Field privateField = mClass.getDeclaredField("MSG");

    //3. 操作私有变量
    if (privateField != null) {
        //获取私有变量的访问权
        privateField.setAccessible(true);

        //修改私有变量，并输出以测试
        System.out.println("Before Modify：MSG = " + testClass.getMsg());

        //调用 set(object , value) 修改变量的值
        //privateField 是获取到的私有变量
        //testClass 要操作的对象
        //"Modified" 为要修改成的值
        privateField.set(testClass, "Modified");
        System.out.println("After Modify：MSG = " + testClass.getMsg());
    }
}

此处代码和访问私有方法的逻辑差不多，就不再赘述，从输出信息看出修改私有变量成功:

Before Modify：MSG = Original
After Modify：MSG = Modified

二、注解

1、自定义注解

举个栗子, 结合例子讲解

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface TestAnnotation {
    String value();
    String[] value2() default "value2";
}

元注解的的意义参考上面的讲解, 不再重复, 这里看注解值的写法,其中默认值是可选的, 可以定义, 也可以不定义:

类型参数名() default 默认值;

2、处理运行时注解

Retention的值为RUNTIME时, 注解会保留到运行时, 因此使用反射来解析注解.
使用的注解就是上一步的@TestAnnotation, 解析示例如下:

public class Demo {

    @TestAnnotation("Hello Annotation!")
    private String testAnnotation;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 获取要解析的类
            Class cls = Class.forName("myAnnotation.Demo");
            // 拿到所有Field
            Field[] declaredFields = cls.getDeclaredFields();
            for(Field field : declaredFields){
                // 获取Field上的注解
                TestAnnotation annotation = field.getAnnotation(TestAnnotation.class);
                if(annotation != null){
                    // 获取注解值
                    String value = annotation.value();
                    System.out.println(value);
                }

            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

此处只演示了解析成员变量上的注解, 其他类型与此类似

2、解析编译时注解

解析编译时注解需要继承AbstractProcessor类, 实现其抽象方法

public boolean process(Set annotations, RoundEnvironment roundEnv)

该方法返回ture表示该注解已经被处理, 后续不会再有其他处理器处理; 返回false表示仍可被其他处理器处理.

举个例子：

// 指定要解析的注解
@SupportedAnnotationTypes("myAnnotation.TestAnnotation")
// 指定JDK版本
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_7)
public class MyAnnotationProcesser extends AbstractProcessor {
    @Override
    public boolean process(Set annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        for (TypeElement te : annotations) {
            for (Element element : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(te)) {
                TestAnnotation testAnnotation = element.getAnnotation(TestAnnotation.class);
                // do something
            }
        }
        return true;
    }
}

三、Android中使用编译时注解

1、自定义编译时注解

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target({ElementType.FIELD, ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
public @interface TestAnnotation {
    String value() default "Hello Annotation";
}

2、解析编译时注解

// 支持的注解类型, 此处要填写全类名
@SupportedAnnotationTypes("myannotation.TestAnnotation")
// JDK版本,一般推荐java8
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_8)
public class MyAnnotationProcessor extends AbstractProcessor {
    // 类名的前缀后缀
    public static final String SUFFIX = "AutoGenerate";
    public static final String PREFIX = "My_";
    @Override
    public boolean process(Set annotations, RoundEnvironment roundEnv) {

        for (TypeElement te : annotations) {
            for (Element e : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(te)) {
                // 准备在gradle的控制台打印信息
                Messager messager = processingEnv.getMessager();
                // 打印
                messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "Printing: " + e.toString());
                messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "Printing: " + e.getSimpleName());
                messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "Printing: " + e.getEnclosingElement().toString());

                // 获取注解
                TestAnnotation annotation = e.getAnnotation(TestAnnotation.class);

                // 获取元素名并将其首字母大写
                String name = e.getSimpleName().toString();
                char c = Character.toUpperCase(name.charAt(0));
                name = String.valueOf(c+name.substring(1));

                // 包裹注解元素的元素, 也就是其父元素, 比如注解了成员变量或者成员函数, 其上层就是该类
                Element enclosingElement = e.getEnclosingElement();
                // 获取父元素的全类名, 用来生成包名
                String enclosingQualifiedName;
                if(enclosingElement instanceof PackageElement){
                    enclosingQualifiedName = ((PackageElement)enclosingElement).getQualifiedName().toString();
                }else {
                    enclosingQualifiedName = ((TypeElement)enclosingElement).getQualifiedName().toString();
                }
                try {
                    // 生成的包名
                    String genaratePackageName = enclosingQualifiedName.substring(0, enclosingQualifiedName.lastIndexOf('.'));
                    // 生成的类名
                    String genarateClassName = PREFIX + enclosingElement.getSimpleName() + SUFFIX;

                    // 创建Java文件
                    JavaFileObject f = processingEnv.getFiler().createSourceFile(genarateClassName);
                    // 在控制台输出文件路径
                    messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "Printing: " + f.toUri());
                    Writer w = f.openWriter();
                    try {
                        PrintWriter pw = new PrintWriter(w);
                        pw.println("package " + genaratePackageName + ";");
                        pw.println("\npublic class " + genarateClassName + " { ");
                        pw.println("\n    /** 打印值 */");
                        pw.println("    public static void print" + name + "() {");
                        pw.println("        // 注解的父元素: " + enclosingElement.toString());
                        pw.println("        System.out.println(\"代码生成的路径: "+f.toUri()+"\");");
                        pw.println("        System.out.println(\"注解的元素: "+e.toString()+"\");");
                        pw.println("        System.out.println(\"注解的值: "+annotation.value()+"\");");
                        pw.println("    }");
                        pw.println("}");
                        pw.flush();
                    } finally {
                        w.close();
                    }
                } catch (IOException x) {
                    processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR,
                            x.toString());
                }
            }
        }
        return true;
    }
}

看似代码很长, 其实很好理解. 只做了两件事, 1.解析注解并获取需要的值 2.使用JavaFileObject类生成java代码.

3、向JVM声明解析器

在java的同级目录新建resources目录, 新建META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor文件, 文件中填写你自定义的Processor全类名

第一步

第二步

然后打出jar包以待使用

Android中使用

使用apt插件

项目根目录gradle中buildscript的dependencies添加

classpath 'com.neenbedankt.gradle.plugins:android-apt:1.8'

module目录的gradle中, 添加

apply plugin: 'android-apt'

代码中调用

将之前打出的jar包导入项目中, 在MainActivity中写个测试方法

 @Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    test();
}

@TestAnnotation("hehe")
public void test(){
}

运行一遍项目之后, 代码就会自动生成.

以下是生成的代码, 在路径yourmodule/build/generated/source/apt/debug/yourpackagename中:

public class My_MainActivityAutoGenerate { 

    /** 打印值 */
    public static void printTest() {
        // 注解的父元素: com.example.pan.androidtestdemo.MainActivity
        System.out.println("代码生成的路径: file:/Users/Pan/AndroidStudioProjects/AndroidTestDemo/app/build/generated/source/apt/debug/My_MainActivityAutoGenerate.java");
        System.out.println("注解的元素: test()");
        System.out.println("注解的值: hehe");
    }
}

然后在test方法中调用自动生成的方法

@TestAnnotation("hehe")
public void test(){
    My_MainActivityAutoGenerate.printTest();
}

会看到以下打印结果:

代码生成的路径: file:/Users/Pan/AndroidStudioProjects/AndroidTestDemo/app/build/generated/source/apt/debug/com/example/pan/androidtestdemo/MainActivityAutoGenerate.java
注解的元素: test()
注解的值: hehe

Android 浅谈反射与注解

一、使用反射获取类的信息

1、获取类的所有变量信息

2、获取类的所有方法信息

3、访问或操作类的私有变量和方法

1 访问私有方法

2、修改私有变量

二、注解

1、自定义注解

2、处理运行时注解

2、解析编译时注解

三、Android中使用编译时注解

Android中使用

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