前言##
最近一段时间在研究EventBus和Retrofit 的过程中，都遇到了注解这个概念。由于在学习Java的时候对这方面没有深入了解过，所以看起相关的代码来，总会有点不知其所以然，这里就注解和反射的使用做一下总结。
这里我们先从反射说起，了解了反射的意义及用法后，我们在看看注解的使用，最后叙述一下在Android开发中是怎样结合使用注解与反射。
反射##
Java反射（Reflection）定义###
Java反射机制是指在运行状态中
对于任意一个类，都能知道这个类的所有属性和方法；
对于任何一个对象，都能够调用它的任何一个方法和属性；
这样动态获取新的以及动态调用对象方法的功能就叫做反射。
比如像下面：
//获取类
Class c = Class.forName("java.lang.String");
// 获取所有的属性
Field[] fields = c.getDeclaredFields();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(Modifier.toString(c.getModifiers()) + " class " + c.getSimpleName() + "{\n");
// 遍历每一个属性
for (Field field : fields) {
sb.append("\t");// 空格
sb.append(Modifier.toString(field.getModifiers()) + " ");// 获得属性的修饰符，例如public，static等等
sb.append(field.getType().getSimpleName() + " ");// 属性的类型的名字
sb.append(field.getName() + ";\n");// 属性的名字+回车
}
sb.append("}\n");
System.out.println(sb);
就可以获得 String ，这个我们常用类的所有属性：
再比如：
//获取类
Class c = Class.forName("java.lang.String");
// 获取所有的方法
Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
//遍历输出所有方法
for (Method method : ms) {
//获取方法所有参数
Parameter[] parameters = method.getParameters();
String params = "";
if (parameters.length > 0) {
StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
for (Parameter parameter : parameters) {
stringBuffer.append(parameter.getType().getSimpleName() + " " + parameter.getName() + ",");
}
//去掉最后一个逗号
params = stringBuffer.substring(0, stringBuffer.length() - 1);
}
System.err.println(Modifier.toString(method.getModifiers())
+ " " + method.getReturnType().getSimpleName()
+ " " + method.getName()
+ " (" +params + ")");
}
可以获得String 类的所有方法（图片只截取了部分方法，实际有很多就不占篇幅了）：
Java反射机制API###
主要的几个类####
Java中有关反射的类有以下这几个：
| 类 | 用途 |
|---|---|
| java.lang.Class | 编译后的class文件的对象 |
| java.lang.reflect.Constructor | 构造方法 |
| java.lang.reflect.Field | 类的成员变量（属性） |
| java.lang.reflect.Method | 类的成员方法 |
| java.lang.reflect.Modifier | 判断方法类型 |
| java.lang.annotation.Annotation | 类的注解 |
具体实现####
为了方便描述，这里我们创建一个类 TestClass
public class TestClass {
private String address;
private String port;
private int number;
public void printInfo() {
System.out.println("info is " + address + ":" + port);
}
private void myMethod(int number,String sex) {
}
public String getPort() {
return port;
}
public void setPort(String port) {
this.port = port;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
}
这个类很简单，包含三个成员变量address，port和number，以及它们各自的get,set方法。
两个自定义的方法printInfo()和myMethod()。
下面我们就看一下如何通过反射，获取这个TestClass的所有“信息”
- 1.获取Class
关于Class的获取有三种写法：
//获取类的三种方法:
Class c = Class.forName("java.lang.String"); //这里一定要用完整的包名
Class c1=String.class;
String str = new String();
Class c2=str.getClass();
这里获取的c,c1以及c2都是相等的。一般在反射中会用第一种写法。
- 2.获取类的属性（成员变量）
Field[] fields = c.getDeclaredFields();
这里返回的是一个数组 ，包含所有的属性。获取到的每一个属性Filed，包含一系列的方法可以获取及修改他的内容。
如下所示：
// 遍历每一个属性
for (Field field : fields) {
sb.append("\t");// 空格
sb.append(Modifier.toString(field.getModifiers()) + " ");// 获得属性的修饰符，例如public，static等等
sb.append(field.getType().getSimpleName() + " ");// 属性的类型的名字
sb.append(field.getName() + ";\n");// 属性的名字+回车
}
这里我们可以得到TestClass的所有属性：
- 3.获取类的方法
// 获取所有的方法
Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
和属性类似，我们依然可以通过一系列的方法获取到方法的返回值类型，名称以及参数。下面的表格中总结了一些关键方法：
类似的获取到TestClass的所有方法：
这里可以看到，获取的TestClass的属性和方法同我们定义的是完全一致的。
这里我们顺便调用一下TestClass的printInfo方法：
new TestClass().printInfo();
用于所有属性没有做初始化，所以得到如下输出：
可以看到，利用反射我们可以很方便的去“反编译”一个class。那么我们用反射这么做的意义是什么呢？不要着急，下面我们先来了解一下注解
Java 注解（Annotation）##
什么是注解###
关于注解的定义网上有很多说法，就不再赘述。这里我们就说两点
Annotation（注解）就是Java提供了一种源程序中的元素关联任何信息或者任何元数据（metadata）的途径和方法。
Annotation是被动的元数据，永远不会有主动行为
既然是被动数据，对于那些已经存在的注解，比如Override,我们只能看看而已，并不知道它具体的工作机制是什么；所以想要理解注解，就直接从自定义注解开始。
自定义注解###
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.FIELD})
@Documented
@Inherited
public @interface Bind {
int value() default 1;
boolean canBeNull() default false;
}
这就是自定义注解的形式，我们用@interface 表明这是一个注解，Annotation只有成员变量，没有方法。Annotation的成员变量在Annotation定义中以“无形参的方法”形式来声明，其方法名定义了该成员变量的名字，其返回值定义了该成员变量的类型。比如上面的value和canBeNull。
元注解###
可以看到自定义注解里也会有注解存在，给自定义注解使用的注解就是元注解。
@Rentention Rentention####
@Rentention Rentention用来标记自定义注解的有效范围，他的取值有以下三种：
**RetentionPolicy.SOURCE: ** 只在源代码中保留 一般都是用来增加代码的理解性或者帮助代码检查之类的，比如我们的Override;
**RetentionPolicy.CLASS: ** 默认的选择，能把注解保留到编译后的字节码class文件中，仅仅到字节码文件中，运行时是无法得到的；
**RetentionPolicy.RUNTIME: **，注解不仅 能保留到class字节码文件中，还能在运行通过反射获取到，这也是我们最常用的。
@Target####
@Target指定Annotation用于修饰哪些程序元素。
@Target也包含一个名为”value“的成员变量，该value成员变量类型为ElementType[ ]，ElementType为枚举类型，值有如下几个：
- ElementType.TYPE：能修饰类、接口或枚举类型
- ElementType.FIELD：能修饰成员变量
- ElementType.METHOD：能修饰方法
- ElementType.PARAMETER：能修饰参数
- ElementType.CONSTRUCTOR：能修饰构造器
- ElementType.LOCAL_VARIABLE：能修饰局部变量
- ElementType.ANNOTATION_TYPE：能修饰注解
- ElementType.PACKAGE：能修饰包
使用了@Documented的可以在javadoc中找到
使用了@Interited表示注解里的内容可以被子类继承，比如父类中某个成员使用了上述@From(value)，From中的value能给子类使用到。
好了，关于注解就说这么多。
反射&注解的使用##
属性值使用注解###
下面我们首先自定义两个注解：BindPort 和 BindAddress
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface BindPort {
String value() default "8080";
}
指定BindPort 可以保留到运行时，并且可以修饰成员变量，包含一个成员变量默认值为”8080“。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface BindAddress {
String value() default "127.0.0.0";
}
这个和上面类似，只是默认值为"127.0.0.0"。
同时，我们修改之前的TestClass
public class TestClass {
@BindAddress()
String address;
@BindPort()
private String port;
private int number;
public void printInfo() {
System.out.println("info is " + address + ":" + port);
}
........
}
这里我们将原先的address 和 port 两个变量分别用这里定义的注解进行修饰，由于我们在定义注解时有默认值，所以这里的注解可以不写参数。
使用反射获取注解信息####
前面已经说了，Annotation是被动的元数据，永远不会有主动行为，所以我们需要通过使用反射，才能让我们的注解产生意义。
通过反射可以获取Class的所有属性和方法，因此获取注解信息也不在话下。我们看代码：
//获取类
Class c = Class.forName(className);
//实例化一个TestClass对象
TestClass tc= (TestClass) c.newInstance();
// 获取所有的属性
Field[] fields = c.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
if(field.isAnnotationPresent(BindPort.class)){
BindPort port = field.getAnnotation(BindPort.class);
field.setAccessible(true);
field.set(tc,port.value());
}
if (field.isAnnotationPresent(BindAddress.class)) {
BindAddress address = field.getAnnotation(BindAddress.class);
field.setAccessible(true);
field.set(tc,address.value());
}
}
tc.printInfo();
我们运行程序得到如下输出：
我们对tc 对象并没有做任何的set及初始化工作，输出结果却依然不再是null了，这就是反射与注解的功劳。
上面代码的逻辑很简单：
首先遍历循环所有的属性，如果当前属性被指定的注解所修饰，那么就将当前属性的值修改为注解中成员变量的值。
上面的代码中，找到被BindPort修饰的属性，然后将BindPort中value的值赋给该属性。
这里setAccessible(true)的使用时因为，我们在声明port变量时，其类型为private，为了确保可以访问这个变量，防止程序出现异常。
理论上来说，这样做是不安全的，不符合面向对象的思想，这里只是为了说明注解和反射举例。
但是，你也会发现，反射给我们提供了一种在运行时改变对象的方法。
好了，下面我们继续修改TestClass
public class TestClass {
@BindAddress("http://www.google.com.cn")
String address;
@BindPort("8888")
private String port;
private int number;
public void printInfo() {
System.out.println("info is " + address + ":" + port);
}
.......
}
我们为注解设定了参数，再次运行，相信你已经猜到结果了。
这时候由于我们在给成员变量设定注解时，写了参数，反射时也取到了相应的值。
方法使用注解###
上面对于类属性（成员变量）设定注解，可能还不能让你感受到注解&反射的优势，我们再来看一下类的方法使用注解会怎样。
我们还是先定义一个注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface BindGet {
String value() default "";
}
有效范围至运行时，适用于方法。
再次修改TestClass 如下：
public class TestClass {
@BindAddress("http://www.google.com.cn")
String address;
@BindPort("8888")
private String port;
private int number;
@BindGet("mike")
void getHttp(String param){
String url="http://www.baidu.com/?username"+param;
System.err.println("get------->"+url);
}
...........
}
我们添加了一个名为getHttp的方法，而且这个方法由@BindGet注解。
然后看反射的使用：
//获取类
Class c = Class.forName(className);
TestClass tc= (TestClass) c.newInstance();
// 获取所有的方法
Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
for (Method method : ms) {
if(method.isAnnotationPresent(BindGet.class)){
BindGet bindGet = method.getAnnotation(BindGet.class);
String param=bindGet.value();
method.invoke(tc, param);
}
}
这里的逻辑和对属性的解析相似，依旧是判断当前方法是否被指定的注解（BindGet）所修饰，
如果是的话，就使用注解中的参数作为当前方法的参数去调用他自己。
这样，我们在运行程序时，通过反射就回去主动调用getHttp方法，得到如下输出：
这里我们就可以通过注解动态的实现username参数的修改，甚至getHttp方法整个http url地址的修改。
(假设我们这里的getHttp方法是做网络请求）
到这里，你应该已经明白了如何使用反射获取注解的信息，但你一定会困惑这么做有什么用呢？
”动态“，”动态“，”动态“
这就是使用注解和反射最大的意义，我们可以动态的访问对象。
说了这么多，下面我们看看，在Android开发中，我们遇到的注解和反射。
Android 中的注解&反射##
Butterknife###
如果你是一个Android开发者，相信在使用Butterknife插件之前，你一定写了无数次的findViewById。
然而，如果使用了Butterknife 插件，我们就可以很方便的完成findViewById的工作，甚至是setOnClickListener 的工作。
public class ButtferknifeDemoActivity extends AppCompatActivity {
@BindView(R.id.textView)
TextView textView;
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_buttferknife);
ButterKnife.bind(this);
textView.setText("I'm not null");
}
}
上面的代码，应该不陌生。试想如果你的activity_bufferknife 布局文件中有很多控件时，这样做不知道可以省多少时间了
我们看一下BindView的注解定义：
@Retention(CLASS) @Target(FIELD)
public @interface BindView {
/** View ID to which the field will be bound. */
@IdRes int value();
}
这个注解用于修饰变量，有效范围也是限定到了CLASS(即编译阶段），并没有到运行时。
我们在Butterknife（8.4.0）的部分源码中可以看到：
/** Simpler version of {@link View#findViewById(int)} which infers the target type. */
@SuppressWarnings({ "unchecked", "UnusedDeclaration" }) // Checked by runtime cast. Public API.
@CheckResult
public static <T extends View> T findById(@NonNull View view, @IdRes int id) {
return (T) view.findViewById(id);
}
我们可以猜到的，编译时最终的实现必然是到这里，实现view.findViewById(id)。
严格来说，这里使用Butterknife举例说明反射和注解是不太妥当的，因为Butterknife 注解的有效范围限定到了CLASS（编译阶段），所以到了运行阶段，不会有注解相关的事情发生，应该是APT(Annotation Processing Tool)，编译是动态处理的方法，和这里的注解还是有区别的。
在这里，注解和反射的结合，使我们可以避免做很多重复的工作。
Retrofit 2.0
第一次使用Retrofit的时候，完全被接口定义的方式搞蒙圈了，完全搞不懂啊。
public interface UserBasicService {
@GET("users/{user}")
Call<ResponseBody> getUsers(@Path("user") String uses);
}
为什么要这么写？参数是怎么传递的？@ 是什么意思？带着曾经的这些疑问，我们首先看看这里的两个注解。
这里使用了两个注解GET 和Path ,我们看一下：
GET
/** Make a GET request. */
@Documented
@Target(METHOD)
@Retention(RUNTIME)
public @interface GET {
/**
* A relative or absolute path, or full URL of the endpoint. This value is optional if the first
* parameter of the method is annotated with {@link Url @Url}.
* <p>
* See {@linkplain retrofit2.Retrofit.Builder#baseUrl(HttpUrl) base URL} for details of how
* this is resolved against a base URL to create the full endpoint URL.
*/
String value() default "";
}
Path
@Documented
@Retention(RUNTIME)
@Target(PARAMETER)
public @interface Path {
String value();
/**
* Specifies whether the argument value to the annotated method parameter is already URL encoded.
*/
boolean encoded() default false;
}
这两个注解的生命周期都延续到了 RUNTIME，即运行时。GET用于方法，Path用于参数。这点和我们定义getUsers（）方法是一致的。
关于Retrofit中反射和注解的使用，涉及到动态代理的相关概念，这里就不展开来说。总的思路就是通过注解中使用的参数，动态的生成Request然后由OKHttp去调用。这个以后会做深入分析，这里只是了解注解和反射用法。
好了，关于注解和反射的使用方法及意义就暂时总结到这里。
后话##
以合适的方式使用反射，会让我们写代码的方式更加灵活。反射使用不当，反而会适得其反，会对性能造成影响。
但是EventBus，Retrofit 的如此火爆，让我们有理由相信，对性能的影响也许没那么大，或者说面对现如今硬件配置堪比电脑的手机，这点影响也许可以忽略不计。
所以关于反射的使用还是仁者见仁智者见智吧。
