java零基礎(chǔ)入門-高級(jí)特性篇(十六)? 類加載與反射 3
如果你認(rèn)為反射只有前面介紹的那些作用，那么就太小看這個(gè)功能了。本章再來介紹反射中更加強(qiáng)大的用法，反射功能可以在設(shè)計(jì)層面更好的處理一些難題，甚至改變編程的方式。
面向切面編程AOP
AOP - Aspect Oriented Programming的縮寫，java不是面向?qū)ο缶幊堂?，怎么又整了個(gè)面向切面編程出來了？其實(shí)面向切面這種思想是對(duì)面向?qū)ο笏枷耄∣OP-Object Oriented Programming）的一種補(bǔ)充和擴(kuò)展，讓程序在設(shè)計(jì)上更加靈活，使代碼編寫的難度降低，功能之間的耦合度降低。普通的業(yè)務(wù)邏輯都是串行的，一個(gè)邏輯接著一個(gè)邏輯，從上往下順序執(zhí)行，有時(shí)需要新增功能時(shí)，不得不對(duì)每一個(gè)功能都進(jìn)行修改，而AOP提供了另一種解決方案，它可以通過預(yù)編譯方式和運(yùn)行期動(dòng)態(tài)代理的方式， 實(shí)現(xiàn)在不修改源代碼的情況下給程序統(tǒng)一加上新功能。?
假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)系統(tǒng)有登錄，購物，付款，退出這幾個(gè)功能。然后有一天，突然有用戶說我為什么沒登錄就可以付錢？我東西寄哪去了？我明明付了錢為啥說我沒付錢？這時(shí)候怎么辦？如果沒有一套完善的日志系統(tǒng)，我們無從查起，不是知道具體哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，所以需要對(duì)用戶的每一步的操作都記錄日志，這樣出了問題就可以精確的追蹤到出問題的地方。這要怎么改造系統(tǒng)？那還不簡(jiǎn)單~加班唄，每個(gè)具體功能前后全加上日志，一旦用戶有操作就給記錄日志。說的很輕松，但是要知道上圖只是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，真正的系統(tǒng)可是十分龐大的，幾十個(gè)模塊都算少的，比如物流，倉庫，財(cái)務(wù)，會(huì)員等等，一旦用戶付了錢買了東西，一大片業(yè)務(wù)都需要同時(shí)改變，更新物流信息，庫存減少，財(cái)務(wù)入賬，銀行扣款，會(huì)員積分增加，等等等，你確定你要全公司一起日以繼夜的加班新增功能么？
面向切面AOP告訴你，不需要！只需要一個(gè)程序員敲幾行代碼即可。是不是覺得有點(diǎn)不可思議？這么多模塊都需要加日志，幾行代碼怎么可能做得完？其實(shí)如果使用AOP的思想來考慮這個(gè)問題，這個(gè)問題會(huì)簡(jiǎn)單很多，下面看看AOP如何解決。
無需改動(dòng)原有代碼，新增切面即可，將記錄日志的功能切入到所有需要記錄日志的功能模塊中，這樣只需要在一個(gè)地方維護(hù)日志模塊功能即可，不需要在每一個(gè)功能中都加上記錄日志的功能。有了切面，如果后面還有這種需要在部分功能上都加上同樣功能的需求的時(shí)候，只需要增加切面即可。比如在購物的時(shí)候不需要驗(yàn)證登錄，付款的時(shí)候驗(yàn)證登錄就可以了，這時(shí)候就只有部分功能加入權(quán)限驗(yàn)證切面就可以了。
在講具體代碼之前，除了AOP，還有一個(gè)知識(shí)需要了解一下，那就是代理，AOP就是代理模式的一種具體實(shí)現(xiàn)。那么代理模式又是個(gè)什么？代理不懂，代理律師總聽過吧？打官司，自己不懂法，需要找一個(gè)專業(yè)的律師幫忙打官司，自己付錢等結(jié)果就行了。這種不直接由自己出面解決問題，而使用中介的方式讓中介來完成本該由自己完成工作的模式，就是代理模式。代理模式提供了一個(gè)代理對(duì)象，并由代理對(duì)象控制對(duì)原對(duì)象的引用，最后由代理對(duì)象完成任務(wù)。
原告和被告都不懂法，官司沒法打，所以都請(qǐng)個(gè)代理律師，讓律師來完成申訴和辯護(hù)的任務(wù)。原告就相當(dāng)于系統(tǒng)原有代碼，當(dāng)系統(tǒng)需要統(tǒng)一增加功能的時(shí)候，請(qǐng)個(gè)代理律師來完成新的功能就行了，原告和被告是不需要做任何改變的，畢竟為了打個(gè)官司，總不能讓原告和被告先去學(xué)一遍法律知識(shí)吧。
1.首先是登錄功能的接口，用來為登錄模塊創(chuàng)建模板。2.User實(shí)體類，用來傳遞用戶信息。3.具體的登錄功能實(shí)現(xiàn)，如果需要新增日志功能的話，需要在每個(gè)方法上面都加上日志記錄的代碼。4.沒有日志記錄功能的代碼，所以打印出來的只有用戶具體的狀態(tài)。具體的功能都在實(shí)現(xiàn)類里面，要增加功能也是在實(shí)現(xiàn)類中添加，所以這個(gè)實(shí)現(xiàn)類就是需要被代理的類。下面就來看看如何設(shè)計(jì)一個(gè)代理類，來為這個(gè)實(shí)現(xiàn)類服務(wù)。
這個(gè)類LoginInvocationHandler需要實(shí)現(xiàn)InvocationHandler類，然后重寫invoke方法。在構(gòu)造器中需要傳入被代理的對(duì)象，可以通過反射獲取被代理對(duì)象的信息，invoke方法替代了原來需要被調(diào)用的被代理對(duì)象的方法，這樣就可以在被代理對(duì)象的方法中添加新的功能而無需改動(dòng)原有的代碼。
在調(diào)用方法的時(shí)候，不要再直接調(diào)用原對(duì)象的方法，而需要根據(jù)切面設(shè)置代理，通過反射根據(jù)接口創(chuàng)建新的代理對(duì)象，此時(shí)生成的對(duì)象在運(yùn)行時(shí)具備了代理對(duì)象新增的功能，最后使用代理對(duì)象調(diào)用方法即可。在結(jié)果中也看到了，新的功能已經(jīng)生效，在用戶的登錄和退出之前和之后，都已經(jīng)加上了日志記錄。這個(gè)例子很好的體現(xiàn)了反射功能的強(qiáng)大，用反射實(shí)現(xiàn)了代理最終實(shí)現(xiàn)了面向切面的功能添加。
注解
在上面切面制作的類中，實(shí)現(xiàn)InvocationHandler接口的時(shí)候，有一個(gè)奇怪的東西。在實(shí)現(xiàn)接口的方法的時(shí)候，會(huì)有一個(gè)@Override在方法上面。這是個(gè)什么玩意？這種代碼叫做注解Annotation，它可以在不改變?cè)写a邏輯的情況下，對(duì)代碼進(jìn)行一些補(bǔ)充或功能的添加。注解的功能十分強(qiáng)大，java的jdk有部分注解用于對(duì)代碼進(jìn)行修飾，而他的功能強(qiáng)大之處主要體現(xiàn)在它的自定義功能。由于可以自定注解，在各大框架中有大量的封裝好的注解供我們使用，極大的方便了我們的開發(fā)和提高開發(fā)效率。
常用java自帶注解
@Override：限定重寫父類方法。抽象類中有抽象方法，也可以有實(shí)現(xiàn)好的方法，如果繼承了抽象類，那么已實(shí)現(xiàn)的方法可以重寫也可以不重寫，而抽象方法必須被重寫，接口也是一樣，接口中都是抽象方法，在實(shí)現(xiàn)接口的時(shí)候必須重寫接口的抽象方法。而這個(gè)注解就是標(biāo)識(shí)出必須被子類重寫的父類方法或?qū)崿F(xiàn)接口的方法，它可以幫助我們避免忘記，或?qū)戝e(cuò)需要重寫方法帶來的問題。其實(shí)IDE工具一般都有自動(dòng)完成重寫方法的功能，在自動(dòng)完成的過程中也會(huì)自動(dòng)加上這個(gè)注解，表示已重寫該方法。
@Deprecated：標(biāo)識(shí)已過時(shí)的類或方法。在使用java的早期版本類或方法的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)有一些類或方法是帶有一個(gè)刪除線的，因?yàn)樗麄円呀?jīng)被打上了@Deprecated注解。這些類或方法表示java已經(jīng)不再推薦使用，在以后的版本有可能會(huì)將這種過時(shí)的類刪除，所以在寫代碼的過程中要盡量避免使用這種類或方法。
@SuppressWarnings：取消編譯警告。這個(gè)注解可以在類上，方法上也可以在變量上，當(dāng)出現(xiàn)編譯警告的時(shí)候，通過這個(gè)注解就可以告訴編譯器別給我警告了，我知道了。此注解會(huì)作用到標(biāo)記位置的所有作用范圍，如果在類上，整個(gè)類都被取消警告，在方法上，整個(gè)方法取消警告。這個(gè)注解最常見的時(shí)候就是當(dāng)我們聲明一個(gè)集合并且不指定泛型，這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)警告，如果確實(shí)不想指定泛型最好加上此注解。在程序出現(xiàn)多條警告的時(shí)候，還可以同時(shí)取消多個(gè)編譯警告，在注解上傳入一個(gè)字符串?dāng)?shù)組即可。
自定義注解
java自身的自定義注解功能有限，結(jié)合一些框架以后會(huì)有更加強(qiáng)大的功能。但是有些簡(jiǎn)單的功能，依靠java自身也是可以完成的，下面來看看如何一個(gè)自定義的注解。
自定義注解肯定會(huì)用到元注解，元注解就是用來修飾注解的注解。也就是說定義一個(gè)注解的時(shí)候需要依賴別的注解，這些被依賴的注解就是元注解。常用的元注解有下面四種。
@Documented – 如果一個(gè)類型添加了Documented注解，那么它的注解會(huì)成為元素API的一部分?？梢员还ぞ呶臋n化，在生成文檔的時(shí)候會(huì)將信息自動(dòng)生成到API中。
@Target – 指定該注解可以使用在什么地方，比如是在方法上的注解還是類上的注解。如果不指定此元注解，標(biāo)識(shí)該注解可以用在任何元素上。下面是可以指定的位置。
TYPE:類，接口或者枚舉????FIELD:域，包含枚舉常量????METHOD:方法????
PARAMETER:參數(shù)????CONSTRUCTOR:構(gòu)造方法????PACKAGE:包
LOCAL_VARIABLE:局部變量????ANNOTATION_TYPE:注解類型
@Inherited – 子類繼承父類中的注解。
@Retention – 表示注解的聲明周期。有三種方式，SOURCE：編譯完就失效。CLASS:編譯級(jí)別保留，在jvm運(yùn)行時(shí)失效，默認(rèn)值。RUNTIME：?運(yùn)行級(jí)別保留，編譯后的class文件中存在，在jvm運(yùn)行時(shí)保留，可以被反射調(diào)用。
下面來定義一個(gè)注解，來幫助我們檢查字段的賦值是否滿足要求。通常在web項(xiàng)目中，會(huì)有大量的數(shù)據(jù)從前端傳遞給后端，數(shù)據(jù)校驗(yàn)就是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。比如在用戶進(jìn)行注冊(cè)的時(shí)候，就必須進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，比如用戶名的長(zhǎng)度，密碼復(fù)雜度等等，都需要滿足要求才能夠發(fā)送到后端，而后端也必須再一次對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。
但是，通常對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)會(huì)寫在業(yè)務(wù)中，造成業(yè)務(wù)代碼中充斥了大量的if，else的判斷，這樣不僅在業(yè)務(wù)中寫了大量與業(yè)務(wù)無關(guān)的代碼，還會(huì)有大量重復(fù)的代碼。比如注冊(cè)的時(shí)候校驗(yàn)密碼，需要在注冊(cè)功能中校驗(yàn)一遍，再修改密碼的時(shí)候，又要在修改密碼的功能中再次校驗(yàn)，如果能夠?qū)⑿ｒ?yàn)規(guī)則提取出來，不僅使得代碼更加專注于業(yè)務(wù)，還能大幅提高編碼效率。如果將校驗(yàn)規(guī)則封裝進(jìn)方法，也會(huì)有參數(shù)傳遞，方法調(diào)用等邏輯，如果在對(duì)對(duì)象進(jìn)行賦值的時(shí)候，就進(jìn)行校驗(yàn)，這樣會(huì)更加的優(yōu)雅，沒有任何的校驗(yàn)邏輯在代碼中。如何做到？使用注解。
在對(duì)象賦值的時(shí)候，將校驗(yàn)邏輯封裝進(jìn)注解，在屬性上注解后，在對(duì)屬性進(jìn)行賦值的時(shí)候就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，對(duì)實(shí)體類的封裝性沒有任何的破壞，也不會(huì)破壞單一職責(zé)原則，因?yàn)閷?shí)體類本身里面是沒有任何校驗(yàn)邏輯的。
1.首先定義自定義注解。@Target指定此注解用在字段上，@Retention指定為RUNTIME，運(yùn)行時(shí)可以使用反射來調(diào)用。注解中指定可以在注解上使用的參數(shù)，參數(shù)類型只能是基本類型，boolean是基本類型可以使用。isNotNull()是屬性名，default false表示如果注解上不使用此屬性，則默認(rèn)為false。這樣一個(gè)自定義注解就定義好了。
2.校驗(yàn)器，封裝注解中具體的校驗(yàn)邏輯。
3.使用自定義注解。在需要驗(yàn)證的字段上加上注解，并且對(duì)注解屬性進(jìn)行賦值。如果沒有聲明注解屬性，則使用定義注解時(shí)的屬性默認(rèn)值。
4.校驗(yàn)賦值。在對(duì)象賦值的后，使用校驗(yàn)器對(duì)對(duì)象進(jìn)行校驗(yàn)。
其實(shí)在參數(shù)校驗(yàn)方面，已經(jīng)有很成熟的標(biāo)準(zhǔn)框架可以直接使用，比如JSR303 ，就是一套JavaBean參數(shù)校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。除了JSR303內(nèi)置了大量現(xiàn)成的注解之外，還可以非常靈活的對(duì)校驗(yàn)注解進(jìn)行擴(kuò)展，定義自己需要的驗(yàn)證注解。這一套注解的使用方法跟上例中我們自定義的注解使用方法類型，但是用法更方便，無需使用驗(yàn)證器傳入對(duì)象進(jìn)行校驗(yàn)，在注解中就可以定義需要拋出的異常信息等等。JSR303已有注解如下
@Null 被注釋的元素必須為 null
@NotNull 被注釋的元素必須不為 null
@AssertTrue 被注釋的元素必須為 true
@AssertFalse 被注釋的元素必須為 false
@Min(value) 被注釋的元素必須是一個(gè)數(shù)字，其值必須大于等于指定的最小值
@Max(value) 被注釋的元素必須是一個(gè)數(shù)字，其值必須小于等于指定的最大值
@DecimalMin(value) 被注釋的元素必須是一個(gè)數(shù)字，其值必須大于等于指定的最小值
@DecimalMax(value) 被注釋的元素必須是一個(gè)數(shù)字，其值必須小于等于指定的最大值
@Size(max, min) 被注釋的元素的大小必須在指定的范圍內(nèi)
@Digits (integer, fraction) 被注釋的元素必須是一個(gè)數(shù)字，其值必須在可接受的范圍內(nèi)
@Past 被注釋的元素必須是一個(gè)過去的日期
@Future 被注釋的元素必須是一個(gè)將來的日期
@Pattern(value) 被注釋的元素必須符合指定的正則表達(dá)式
各位只需要了解即可，在項(xiàng)目中需要進(jìn)行參數(shù)校驗(yàn)的時(shí)候再來查閱即可。
