Java反射機制詳解

時間  2019-12-13
標籤 java 反射 機制 詳解 欄目 Java 简体版
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     Java反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都可以知道這個類的全部屬性和方法；對於任意一個對象，都可以調用它的任意一個方法和屬性；這種動態獲取的信息以及動態調用對象的方法的功能稱爲Java語言的反射機制。

java

一、關於Class

    一、Class是一個類，一個描述類的類（也就是描述類自己），封裝了描述方法的Method，描述字段的Filed，描述構造器的Constructor等屬性
    二、對象照鏡子後（反射）能夠獲得的信息：某個類的數據成員名、方法和構造器、某個類到底實現了哪些接口。
    三、對於每一個類而言，JRE 都爲其保留一個不變的 Class 類型的對象。
        一個 Class 對象包含了特定某個類的有關信息。
    四、Class 對象只能由系統創建對象
    五、一個類在 JVM 中只會有一個Class實例mysql

 

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  1. package com.java.reflection;  
  2.   
  3. public class Person {  
  4.     String name;  
  5.     private int age;  
  6.   
  7.     public Person() {  
  8.         System.out.println("無參構造器");  
  9.     }  
  10.   
  11.     public Person(String name, int age) {  
  12.         System.out.println("有參構造器");  
  13.         this.name = name;  
  14.         this.age = age;  
  15.     }  
  16.   
  17.     public String getName() {  
  18.         return name;  
  19.     }  
  20.   
  21.     public void setName(String name) {  
  22.         this.name = name;  
  23.     }  
  24.   
  25.     public int getAge() {  
  26.         return age;  
  27.     }  
  28.   
  29.     public void setAge(int age) {  
  30.         this.age = age;  
  31.     }  
  32.   
  33.     @Override  
  34.     public String toString() {  
  35.         return "Person{" +  
  36.                 "name='" + name + '\'' +  
  37.                 ", age=" + age +  
  38.                 '}';  
  39.     }  
  40. }  

 

 

二、反射機制獲取類有三種方法

 

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  1. /** 
  2.  * 反射機制獲取類有三種方法 
  3.  */  
  4. @Test  
  5. public void testGetClass() throws ClassNotFoundException {  
  6.     Class clazz = null;  
  7.   
  8.     //1 直接經過類名.Class的方式獲得  
  9.     clazz = Person.class;  
  10.     System.out.println("經過類名: " + clazz);  
  11.   
  12.     //2 經過對象的getClass()方法獲取,這個使用的少（通常是傳的是Object，不知道是什麼類型的時候才用）  
  13.     Object obj = new Person();  
  14.     clazz = obj.getClass();  
  15.     System.out.println("經過getClass(): " + clazz);  
  16.   
  17.     //3 經過全類名獲取，用的比較多，但可能拋出ClassNotFoundException異常  
  18.     clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  
  19.     System.out.println("經過全類名獲取: " + clazz);  
  20. }  
經過類名: class com.java.reflection.Person
無參構造器
經過getClass(): class com.java.reflection.Person
經過全類名獲取: class com.java.reflection.Person

 

 

三、利用newInstance建立對象：調用的類必須有無參的構造器

 

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  1. /** 
  2.  * Class類的newInstance()方法，建立類的一個對象。 
  3.  */  
  4. @Test  
  5. public void testNewInstance()  
  6.         throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {  
  7.   
  8.     Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  
  9.   
  10.     //使用Class類的newInstance()方法建立類的一個對象  
  11.     //實際調用的類的那個 無參數的構造器（這就是爲何寫的類的時候，要寫一個無參數的構造器，就是給反射用的）  
  12.     //通常的，一個類若聲明瞭帶參數的構造器，也要聲明一個無參數的構造器  
  13.     Object obj = clazz.newInstance();  
  14.     System.out.println(obj);  
  15. }  
無參構造器
Person{name='null', age=0}

 

 

四、ClassLoader類加載器

類加載器詳解：http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51473120程序員

 

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  1. /** 
  2.  * ClassLoader類裝載器 
  3.  */  
  4. @Test  
  5. public void testClassLoader1() throws ClassNotFoundException, IOException {  
  6.     //一、獲取一個系統的類加載器  
  7.     ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();  
  8.     System.out.println("系統的類加載器-->" + classLoader);  
  9.   
  10.     //二、獲取系統類加載器的父類加載器(擴展類加載器（extensions classLoader）)  
  11.     classLoader = classLoader.getParent();  
  12.     System.out.println("擴展類加載器-->" + classLoader);  
  13.   
  14.     //三、獲取擴展類加載器的父類加載器  
  15.     //輸出爲Null,沒法被Java程序直接引用  
  16.     classLoader = classLoader.getParent();  
  17.     System.out.println("啓動類加載器-->" + classLoader);  
  18.   
  19.     //  
  20.   
  21.     //四、測試當前類由哪一個類加載器進行加載 ,結果就是系統的類加載器  
  22.     classLoader = Class.forName("com.java.reflection.Person").getClassLoader();  
  23.     System.out.println("當前類由哪一個類加載器進行加載-->"+classLoader);  
  24.   
  25.     //五、測試JDK提供的Object類由哪一個類加載器負責加載的  
  26.     classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();  
  27.     System.out.println("JDK提供的Object類由哪一個類加載器加載-->" + classLoader);  
  28. }  
系統的類加載器-->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@43be2d65
擴展類加載器-->sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7a9664a1
啓動類加載器-->null
當前類由哪一個類加載器進行加載-->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@43be2d65
JDK提供的Object類由哪一個類加載器加載-->null


4.一、getResourceAsStream方法sql

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  1.     @Test  
  2.     public void testGetResourceAsStream() throws ClassNotFoundException, IOException {  
  3. //          這麼寫的話，文件須要放到src目錄下  
  4.         //       InputStream in = new FileInputStream("test.properties");  
  5.   
  6.         //五、關於類加載器的一個主要方法  
  7.         //調用getResourceAsStream 獲取類路徑下的文件對應的輸入流  
  8.         InputStream in = this.getClass().getClassLoader()  
  9.                 .getResourceAsStream("com/java/reflection/test.properties");  
  10.         System.out.println("in: " +in);  
  11.   
  12.         Properties properties = new Properties();  
  13.         properties.load(in);  
  14.   
  15.         String driverClass = properties.getProperty("dirver");  
  16.         String jdbcUrl = properties.getProperty("jdbcUrl");  
  17.         //中文可能會出現亂碼，須要轉換一下  
  18.         String user = new String(properties.getProperty("user").getBytes("ISO-8859-1"), "UTF-8");  
  19.         String password = properties.getProperty("password");  
  20.   
  21.         System.out.println("diverClass: "+driverClass);  
  22.         System.out.println("user: " + user);  
  23.     }  

test.properties內容以下：數組

dirver=com.mysql.jdbc.Driver;
jdbcUrl=jdbc:mysql://192.168.42.108:3306/test
user=測試
password=993803

結果：ide

 

in: java.io.BufferedInputStream@2aca0115
diverClass: com.mysql.jdbc.Driver;
user: 測試

 

 

五、Method: 對應類中的方法

 

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  1. public class Person {  
  2.     private String name;  
  3.     private int age;  
  4.   
  5.     //新增一個私有方法  
  6.     private void privateMthod(){  
  7.     }  
  8.       
  9.     public Person() {  
  10.         System.out.println("無參構造器");  
  11.     }  
  12.   
  13.     public Person(String name, int age) {  
  14.         System.out.println("有參構造器");  
  15.         this.name = name;  
  16.         this.age = age;  
  17.     }  
  18.   
  19.     public String getName() {  
  20.         return name;  
  21.     }  
  22.   
  23.     public void setName(String name) {  
  24.         this.name = name;  
  25.     }  
  26.   
  27.     /** 
  28.      *  
  29.      * @param age  類型用Integer，不用int 
  30.      */  
  31.     public void setName(String name , int age){  
  32.         System.out.println("name: " + name);  
  33.         System.out.println("age:"+ age);  
  34.   
  35.     }  
  36.   
  37.     public int getAge() {  
  38.         return age;  
  39.     }  
  40.   
  41.     public void setAge(int age) {  
  42.         this.age = age;  
  43.     }  
  44.   
  45.     @Override  
  46.     public String toString() {  
  47.         return "Person{" +  
  48.                 "name='" + name + '\'' +  
  49.                 ", age=" + age +  
  50.                 '}';  
  51.     }  
  52. }  
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  1. @Test  
  2. public void testMethod() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,   
  3.         IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {  
  4.     Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  
  5.   
  6.     //一、獲得clazz 對應的類中有哪些方法,不能獲取private方法  
  7.     Method[] methods =clazz.getMethods();  
  8.     System.out.print("        getMethods: ");  
  9.     for (Method method : methods){  
  10.         System.out.print(method.getName() + ", ");  
  11.     }  
  12.   
  13.     //二、獲取全部的方法(且只獲取當着類聲明的方法，包括private方法）  
  14.     Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();  
  15.     System.out.print("\ngetDeclaredMethods: ");  
  16.     for (Method method : methods2){  
  17.         System.out.print(method.getName() + ", ");  
  18.     }  
  19.   
  20.     //三、獲取指定的方法  
  21.     Method method = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class);//第一個參數是方法名，後面的是方法裏的參數  
  22.     System.out.println("\nmethod : " + method);  
  23.   
  24.     Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("setName",String.class ,int.class);//第一個參數是方法名，後面的是方法裏的參數  
  25.     System.out.println("method2: " + method2);  
  26.   
  27.     //四、執行方法！  
  28.     Object obj = clazz.newInstance();  
  29.     method2.invoke(obj, "changwen", 22);  
  30. }  
        getMethods: toString, getName, setName, setName, setAge, getAge, wait, wait, wait, equals, hashCode, getClass, notify, notifyAll,
getDeclaredMethods: toString, getName, setName, setName, setAge, getAge, privateMthod,
method : public void com.java.reflection.Person.setName(java.lang.String)
method2: public void com.java.reflection.Person.setName(java.lang.String,int)
無參構造器
name: changwen
age:22

 

六、invoke方法

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  1. public class PersonInvoke {  
  2.     public PersonInvoke() {  
  3.     }  
  4.   
  5.     private String method2() {  
  6.         return "Person private String method2";  
  7.     }  
  8. }  
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  1. public class StudentInvoke extends PersonInvoke{  
  2.     private void method1(Integer age) {  
  3.         System.out.println("Student private void method1, age=:" +age);  
  4.     }  
  5. }  

獲取當前類的父類定義的私有方法工具

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  1. /** 
  2.  * 獲取當前類的父類中定義的私有方法 
  3.  * 直接調用getSuperclass() 
  4.  */  
  5. @Test  
  6. public void testGetSuperClass() throws Exception {  
  7.     String className = "com.java.reflection.StudentInvoke";  
  8.   
  9.     Class clazz = Class.forName(className);  
  10.     Class superClazz = clazz.getSuperclass();  
  11.   
  12.     System.out.println(superClazz);  
  13.     //輸出結果：class com.java.reflection.PersonInvoke  
  14. }  

另外一種寫法post

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  1. /** 
  2.   * @param className  某個類的全類名 
  3.   * @param methodName 類的一個方法的方法名，該方法也多是私有方法 
  4.   * @param args  調用該方法須要傳入的參數 ...可變參數的意思 
  5.   * @return 調用方法後的返回值 
  6.   */  
  7.  public Object invoke(String className, String methodName, Object ... args) {  
  8.      Object obj = null;  
  9.      try {  
  10.          obj = Class.forName(className).newInstance();  
  11.          return invoke(obj, methodName, args);  
  12.   
  13.      } catch (InstantiationException e) {  
  14.          e.printStackTrace();  
  15.      } catch (IllegalAccessException e) {  
  16.          e.printStackTrace();  
  17.      } catch (ClassNotFoundException e) {  
  18.          e.printStackTrace();  
  19.      }  
  20.      return invoke(null, methodName, args);  
  21.  }  
  22.  /** 
  23.   * @param obj  方法執行的那個對象 
  24.   * @param methodName 類的一個方法的方法名，該方法也多是私有方法,還多是該方法在父類中定義的私有方法 
  25.   * @param args  調用該方法須要傳入的參數 ...可變參數的意思 
  26.   * @return 調用方法後的返回值 
  27.   */  
  28.  public Object invoke(Object obj, String methodName, Object ... args) {  
  29.      //一、獲取Method對象  
  30.      Class [] parameterTypes = new Class[args.length];  
  31.      for (int i=0 ; i<args.length; i++){  
  32.          parameterTypes[i] = args[i].getClass();  
  33.      }  
  34.   
  35.      try {  
  36.          //二、執行Method方法  
  37.          Method method = getMethod(obj.getClass(), methodName,parameterTypes);  
  38.   
  39.          //經過反射執行private方法  
  40.          method.setAccessible(true);  
  41.   
  42.          //三、返回方法的返回值  
  43.          return method.invoke(obj,args);  
  44.   
  45.      } catch (Exception e) {  
  46.   
  47.      }  
  48.   
  49.      return null;  
  50.  }  
  51.   
  52.  /** 
  53.   * 獲取clazz 的methodName 方法， 該方法多是私有方法，還多是父類中的私有方法 
  54.   */  
  55.  public Method getMethod(Class clazz, String methodName, Class ... parameterTypes) {  
  56.      //注意這個循環裏的內容！！！  
  57.      for (; clazz != Object.class; clazz = clazz.getSuperclass()){  
  58.          try {  
  59.              return clazz.getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);  
  60.          } catch (Exception e) { //這裏要寫Exception，否則會出錯，應該是有部分異常沒有捕獲  
  61.   
  62.          }  
  63.      }  
  64.      return null;  
  65.  }  

測試：測試

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  1. @Test  
  2. public void testInvoke2() {  
  3.     Object obj = new StudentInvoke();  
  4.     invoke(obj, "method1", 10);  
  5.   
  6.     Object result = invoke(obj, "method2");  
  7.     System.out.println(result);  
  8. }  
private void method1,age:10
Person private String method2

 

 

七、Field字段

 

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  1. public class Person {  
  2.     public String name;  
  3.     private Integer age;  
  4.   
  5.     public Person() {  
  6.     }  
  7.   
  8.     public Person(String name, Integer age) {  
  9.         this.name = name;  
  10.         this.age = age;  
  11.     }  
  12. }  
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 在CODE上查看代碼片派生到個人代碼片
  1. /** 
  2.  * Field: 封裝了字段的信息 
  3.  */  
  4. @Test  
  5. public void testField() throws  
  6.         ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {  
  7.   
  8.     Class clazz = Class.forName("com.java.reflection.Person");  
  9.   
  10.     //一、獲取字段  
  11.     //1.1 獲取Field的數組,私有字段也能獲取  
  12.     Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();  
  13.     for (Field field: fields) {  
  14.         System.out.print(field.getName() + ", ");  
  15.     }  
  16.   
  17.     //1.2 獲取指定名字的Field（若是是私有的，見下面的4)  
  18.     Field field = clazz.getDeclaredField("name");  
  19.     System.out.println("\n獲取指定Field名=: " + field.getName());  
  20.   
  21.     Person person = new Person("ABC", 12);  
  22.     //二、獲取指定對象的Field的值  
  23.     Object val = field.get(person);  
  24.     System.out.println("獲取指定對象字段'name'的Field的值=： " + val);  
  25.   
  26.     //三、設置指定對象的Field的值  
  27.     field.set(person, "changwen2");  
  28.     System.out.println("設置指定對象字段'name'的Field的值=: " + person.name);  
  29.   
  30.     //四、若該字段是私有的，須要調用setAccessible(true)方法  
  31.     Field field2 = clazz.getDeclaredField("age");  
  32.     field2.setAccessible(true);  
  33.     System.out.println("獲取指定私有字段名=: " + field2.getName());  
  34. }  
name, age, 
獲取指定Field名=: name
獲取指定對象字段'name'的Field的值=： ABC
設置指定對象字段'name'的Field的值=: changwen2
獲取指定私有字段名=: age

 

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  1. /** 
  2.  * 一個實例： 
  3.  * 反射獲取一個繼承Person2的Student類 
  4.  * 設置字段"age"=20(該字段可能爲私有，可能在其父類中） 
  5.  */  
  6. @Test  
  7. public void testClassField() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {  
  8.     String className = "com.java.reflection.Student";  
  9.     String fieldName = "age";  //可能爲私有，可能在其父類中  
  10.     Object val = 20;  
  11.   
  12.     //建立className 對應類的對象，併爲其fieldName賦值爲val  
  13.     Class clazz = Class.forName(className);  
  14.     Field field = null;  
  15.     for (Class clazz2 = clazz; clazz2 != Object.class; clazz2 = clazz2.getSuperclass()){  
  16.         try {  
  17.             field = clazz2.getDeclaredField(fieldName);  
  18.         } catch (Exception e) {  
  19.   
  20.         }  
  21.     }  
  22.   
  23.     Object obj = clazz.newInstance();  
  24.     assert field != null;  
  25.     field.setAccessible(true);  
  26.     field.set(obj, val);  
  27.   
  28.     Student stu = (Student) obj;  
  29.     System.out.println("age = " + stu.getAge());  
  30. }  

 

 

八、構造器(Constructor)

 

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  1. /** 
  2.  * 構造器：開發用的比較少 
  3.  */  
  4. @Test  
  5. public void testConstructor() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException,  
  6.         IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {  
  7.     String className = "com.java.reflection.Person";  
  8.     Class<Person> clazz = (Class<Person>) Class.forName(className);  
  9.   
  10.     //1.獲取Constructor對象  
  11.     Constructor<Person>[] constructors =  
  12.             (Constructor<Person>[]) Class.forName(className).getConstructors();  
  13.   
  14.     for (Constructor<Person> constructor: constructors) {  
  15.         System.out.println(constructor);  
  16.     }  
  17.   
  18.     Constructor<Person> constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);  
  19.     System.out.println("指定的-->" + constructor);  
  20.   
  21.     //2.調用構造器的newInstance()方法建立對象  
  22.     Object obj= constructor.newInstance("changwen", 11);  
  23. }  
public com.java.reflection.Person()
public com.java.reflection.Person(java.lang.String,java.lang.Integer)
指定的-->public com.java.reflection.Person(java.lang.String,java.lang.Integer)

 

 

九、註解(Annotation)

 

    •從 JDK5.0 開始,Java 增長了對元數據(MetaData)的支持,也就是Annotation(註釋)
    •Annotation其實就是代碼裏的特殊標記,這些標記能夠在編譯,類加載, 運行時被讀取,並執行相應的處理.經過使用Annotation,程序員能夠在不改變原有邏輯的狀況下,在源文件中嵌入一些補充信息.
    •Annotation 能夠像修飾符同樣被使用,可用於修飾包,類,構造器, 方法,成員變量, 參數,局部變量的聲明,這些信息被保存在Annotation的 「name=value」對中.
    •Annotation能被用來爲程序元素(類,方法,成員變量等)設置元數據

基本的 Annotationthis

•使用 Annotation時要在其前面增長@符號,並把該Annotation 當成一個修飾符使用.用於修飾它支持的程序元素
•三個基本的Annotation:
    –@Override:限定重寫父類方法,該註釋只能用於方法
    –@Deprecated:用於表示某個程序元素(類,方法等)已過期
    –@SuppressWarnings:抑制編譯器警告.

自定義 Annotation

    •定義新的 Annotation類型使用@interface關鍵字
    •Annotation 的成員變量在Annotation 定義中以無參數方法的形式來聲明.其方法名和返回值定義了該成員的名字和類型.
    •能夠在定義Annotation的成員變量時爲其指定初始值,指定成員變量的初始值可以使用default關鍵字
    •沒有成員定義的Annotation稱爲標記;包含成員變量的Annotation稱爲元數據Annotation

 

 

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  1. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //運行時檢驗  
  2. @Target(value = {ElementType.METHOD})  //做用在方法上  
  3. public @interface AgeValidator {  
  4.   
  5.     int min();  
  6.     int max();  
  7. }  

 

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  1. /** 
  2.  * 經過反射才能獲取註解 
  3.  */  
  4. @Test  
  5. public void testAnnotation() throws Exception {  
  6.     //這樣的方式不能使用註解  
  7.     Person3 person3 = new Person3();  
  8.     person3.setAge(10);*/  
  9.   
  10.     String className = "com.java.reflection.Person3";  
  11.     Class clazz = Class.forName(className);  
  12.     Object obj = clazz.newInstance();  
  13.   
  14.     Method method = clazz.getDeclaredMethod("setAge",Integer.class);  
  15.     int val =40;  
  16.   
  17.     //獲取註解  
  18.     Annotation annotation = method.getAnnotation(AgeValidator.class);  
  19.     if (annotation != null){  
  20.         if (annotation instanceof AgeValidator){  
  21.             AgeValidator ageValidator = (AgeValidator) annotation;  
  22.   
  23.             if (val< ageValidator.min() || val>ageValidator.max()){  
  24.                 throw new RuntimeException("數值超出範圍");  
  25.             }  
  26.         }  
  27.     }  
  28.   
  29.     method.invoke(obj, val);  
  30.     System.out.println(obj);  
  31. }  

提取 Annotation信息

•JDK5.0 在 java.lang.reflect包下新增了 AnnotatedElement接口,該接口表明程序中能夠接受註釋的程序元素
•當一個 Annotation類型被定義爲運行時Annotation後,該註釋纔是運行時可見,當 class文件被載入時保存在 class文件中的 Annotation纔會被虛擬機讀取
•程序能夠調用AnnotationElement對象的以下方法來訪問 Annotation信息
–獲取 Annotation實例：
• getAnnotation( Class<T> annotationClass)

JDK 的元Annotation

•JDK 的元Annotation 用於修飾其餘Annotation 定義
•@Retention:只能用於修飾一個 Annotation定義,用於指定該 Annotation能夠保留多長時間,@Rentention包含一個RetentionPolicy類型的成員變量,使用 @Rentention時必須爲該 value成員變量指定值:
    –RetentionPolicy.CLASS:編譯器將把註釋記錄在 class文件中.當運行 Java程序時,JVM 不會保留註釋.這是默認值
    –RetentionPolicy.RUNTIME:編譯器將把註釋記錄在class文件中. 當運行 Java 程序時, JVM 會保留註釋. 程序能夠經過反射獲取該註釋
    –RetentionPolicy.SOURCE:編譯器直接丟棄這種策略的註釋
•@Target: 用於修飾Annotation 定義,用於指定被修飾的 Annotation能用於修飾哪些程序元素.@Target 也包含一個名爲 value的成員變量.
•@Documented:用於指定被該元 Annotation修飾的 Annotation類將被 javadoc工具提取成文檔.
•@Inherited:被它修飾的 Annotation將具備繼承性.若是某個類使用了被@Inherited 修飾的Annotation, 則其子類將自動具備該註釋
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