Java进阶six junit单元测试,反射,注解,动态代理

前言

• Java进阶课程的第六篇，也是最后一篇，junit单元测试,反射,注解,动态代理相关内容

• 学习完基础之后就是进阶的内容了。

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包含的知识

junit单元测试

反射

1. 内部类Student：

• 包含私有/公共字段和方法
• 包含默认构造器和私有构造器

2. 获取Class对象的三种方式：

• .class 语法直接获取
• 通过对象实例的getClass()方法获取
• 最常用的Class.forName()动态加载方式

3. 反射创建对象：

• 通过无参构造器创建实例
• 访问私有构造器创建实例（需要设置setAccessible(true)）

4. 字段操作：

• 访问公共字段直接修改值
• 访问私有字段需要设置可访问权限

5. 方法调用：

• 调用公共方法
• 调用私有方法需要设置可访问权限
• 演示带参数方法的调用

6. 类结构信息获取：

• 获取类名和方法列表
• 区分getMethods()和getDeclaredMethods()的区别

7. 关键点说明：

• setAccessible(true)可以突破私有成员的访问限制，但会破坏封装性
• 反射操作需要处理各种异常（本示例直接抛出简化代码）
• 反射的性能较低，适合框架开发等需要高度灵活性的场景
• 反射可以访问到类的完整结构信息，包括注解、泛型等

注解

1. 自定义注解：

• 使用@interface关键字来定义一个新的注解类型。例如：public @interface MyInterface {}。
• 注解可以包含成员变量（也称作元素），这些成员变量可以有默认值或必须在使用时提供值。
• 元注解（Meta-annotations）：
  • @Target指定注解的应用目标（如方法、字段等）。例如：@Target({ElementType.METHOD})表示该注解只能应用于方法上。
  • @Retention定义了注解的生命周期，RetentionPolicy.RUNTIME表示该注解将在运行时保留，可以通过反射读取。

2. 注解的使用：

• 注解可以直接应用到类、方法或字段上，通过在它们之前加上注解名称并提供必要的参数值。例如：@MyTest(count = 2)。

3. 反射与注解：

• 利用Java的反射机制，可以在运行时检查类、方法或字段上的注解。例如，通过method.isAnnotationPresent(MyTest.class)判断方法是否被特定注解标记，并通过method.getDeclaredAnnotation(MyTest.class)获取注解实例。
• 反射还可以用于调用带有注解的方法，如示例中method.invoke(ad)执行被@MyTest注解标记的方法。

4. 注解属性的默认值：

• 注解成员可以设置默认值，如果在使用注解时不提供值，则会使用默认值。例如：int count() default 1;。

5. 特殊属性value：

• 如果注解只有一个名为value的成员，在使用注解时可以省略成员名直接提供值。例如：@MyInterface(“delete”)相当于@MyInterface(value=”delete”)。

动态代理

1. 业务接口 (UserService)

• 定义代理类和真实类共同遵守的规范
• 动态代理只能基于接口实现

2. 真实对象 (UserServiceImpl)

• 实际业务逻辑的实现类
• 包含需要被增强的核心逻辑

3. 调用处理器 (LoggingHandler)

• 实现InvocationHandler接口
• 持有真实对象引用（目标对象）
• invoke()方法中实现统一代理逻辑
• 通过反射调用真实方法（method.invoke()）
• 可以添加前置/后置增强逻辑（如日志、事务等）

4. 代理对象创建 (Proxy.newProxyInstance)

• 参数1：类加载器（通常使用接口的类加载器）
• 参数2：代理类需要实现的接口数组
• 参数3：调用处理器实例
• 返回实现指定接口的代理对象

5. 动态代理特点：

• 运行时动态生成代理类（通过ProxyGenerator生成）
• 代理类名通常为$Proxy+数字
• 继承Proxy类（所以不能代理类，只能代理接口）
• 实现了指定的业务接口
• 方法调用会被路由到InvocationHandler

6. 典型应用场景：

• AOP编程（日志、事务、权限控制）
• RPC框架调用
• 服务接口的监控统计
• 单元测试Mock对象

7. 注意事项：

• 代理对象的方法调用都会经过invoke方法
• 在invoke方法中谨慎使用proxy参数，容易引发递归调用
• 性能相比静态代理略低（反射调用）
• 无法代理final类和final方法

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具体代码

junit单元测试

package ADV_0;
 
import org.junit.Test;
 
class StringUtil {
    //业务类的一个方法
    public static void printNumber(String name){
        if(name == null){
            System.out.println("参数为null");
            return;
        }
        System.out.println("名字长度是：" + name.length());
    }
}
 
// 测试类：junit单元测试框架，对业务类方法进行测试
public class StringUtilTest {
    // 测试方法：必公开public，无参，无返回值
    // 测试方法必须加上@Test注解（Junit核心）
    @Test
    public void testPrint() {
        StringUtil.printNumber("微光zc"); // 5
        // 测试用例，测试核心，各种情况下的测试
        StringUtil.printNumber("");
        StringUtil.printNumber(null);
    }
}

反射

package ADV_0;
 
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
 
/**
 * Java反射机制示例类
 * 演示如何通过反射操作类信息、创建对象、访问字段和调用方法
 */
public class ADVZc5 {
    // 示例用内部类
    static class Student {
        private String name;
        public int age;
        public Student() {
            this.name = "Default";
            this.age = 18;
        }
        private Student(String name) {this.name = name;this.age = 20;}
 
        public void showInfo() {System.out.println("Student: " + name + ", " + age);}
 
        private void setAge(int age) {this.age = age;}
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("加载类，获取类的字节码：Class对象");
        System.out.println("获取类的构造器：Constructor对象");
        System.out.println("获取类的成员变量：Field对象");
        System.out.println("获取类的成员方法：MMethod对象");
        // 1. 获取Class对象的三种方式
        // 方式一：通过类名.class获取
        Class<Student> clazz1 = Student.class;
 
        // 方式二：通过对象.getClass()获取
        Student student = new Student();
        Class<? extends Student> clazz2 = student.getClass();
 
        // 方式三：通过Class.forName()获取（最常用）
        Class<?> clazz3 = Class.forName("ADV_0.ADVZc6$Student"); // 内部类需要用$符号
 
        System.out.println("三个Class对象是否相同：" + (clazz1 == clazz2 && clazz2 == clazz3));
 
        // 2. 通过反射创建对象
        // 使用无参构造器
        Constructor<?> constructor1 = clazz1.getDeclaredConstructor();
        Student s1 = (Student) constructor1.newInstance();
        s1.showInfo();
 
        // 使用私有构造器（需要设置可访问）
        Constructor<?> constructor2 = clazz1.getDeclaredConstructor(String.class);
        constructor2.setAccessible(true); // 突破私有访问限制
        Student s2 = (Student) constructor2.newInstance("Alice");
        s2.showInfo();
 
        // 3. 访问字段
        // 访问公共字段
        Field ageField = clazz1.getField("age");
        ageField.set(s1, 25); // 等价于 s1.age = 25
        System.out.print("修改公共字段后：");
        s1.showInfo();
 
        // 访问私有字段（需要设置可访问）
        Field nameField = clazz1.getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(s1, "Bob"); // 等价于 s1.name = "Bob"
        System.out.print("修改私有字段后：");
        s1.showInfo();
 
        // 4. 调用方法
        // 调用公共方法
        Method showInfoMethod = clazz1.getMethod("showInfo");
        System.out.print("反射调用方法：");
        showInfoMethod.invoke(s2);
 
        // 调用私有方法（需要设置可访问）
        Method setAgeMethod = clazz1.getDeclaredMethod("setAge", int.class);
        setAgeMethod.setAccessible(true);
        setAgeMethod.invoke(s2, 30);
        System.out.print("修改私有字段后：");
        s2.showInfo();
 
        // 5. 获取类结构信息
        System.out.println("\n类结构信息：");
        System.out.println("类名：" + clazz1.getName());
        System.out.println("简单类名：" + clazz1.getSimpleName());
        System.out.println("公共方法列表：");
        for (Method method : clazz1.getMethods()) {
            System.out.println("  " + method.getName());
        }
        System.out.println("声明字段列表：");
        for (Field field : clazz1.getDeclaredFields()) {
            System.out.println("  " + field.getName());
        }
 
        System.out.println("===反射的基本作用===");
        // 1、类的全部成分的获取
        // 2、可以破坏封装性
        // 3、可以绕过泛型的约束
 
        System.out.println("===反射的应用：做框架的通用技术===");
    }
}

注解

package ADV_0;
 
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class ADVZc6 {
    // 自定义注解
    public @interface MyInterface {
        String name();
        int age() default 18;
        String[] address();
    }
}
 
@Target({ElementType.METHOD}) // 表示注解的作用目标为方法
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 表示注解的保留策略: 编译器运行时(一直活着)
@interface MyTest {
    int count() default 1; // 表示注解的属性
}
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.FIELD}) // 表示注解的作用目标为方法,成员变量
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 表示注解的保留策略: 编译器运行时(一直活着)
@interface MyTest1 {
}
 
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE}) // 表示注解的作用目标为方法,成员变量
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 表示注解的保留策略: 编译器运行时(一直活着)
@interface MyTest2 {
    String value();
    double height() default 169.5;
    String[] address();
}
 
@ADVZc6.MyInterface(name = "赵丽颖", age = 18, address = {"北京", "上海"})
//@MyInterface(age = "delete")
//@MyInterface("delete") // 特殊属性value，在使用时如果只有一个value属性，value名称可以不写
class AnnotationDemo1 {
    @ADVZc6.MyInterface(name = "王菲", age = 52, address = {"北京", "香港"})
    public static void main( String[] args ) {
        // 目标：自定义注解。
        int a;
    }
}
 
//@MyTest1
class AnnotationDemo2 {
    private int age;
    //@MyTest1
    public AnnotationDemo2(){
    }
    public static void main(String[] args) {
        //元注解的作用
    }
    public void getAgeTest(){
    }
}
 
class AnnotationDemo4 {
    // 注解的应用场景：模拟junit框架。有MyTest注解的方法就执行，没有的就不执行
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        AnnotationDemo4 ad = new AnnotationDemo4();
        // 1、获取类对象
        Class c = AnnotationDemo4.class;
        // 2、获取所有方法
        Method[] methods = c.getMethods();
        // 3、遍历所有方法，判断方法上是否有MyTest注解，有就执行，没有就不执行。
        for (Method method : methods) {
            // 4、判断方法上是否有MyTest注解
            if (method.isAnnotationPresent(MyTest.class)) {
                // 获取到这个方法的注解
                MyTest myTest = method.getDeclaredAnnotation(MyTest.class);
                int count = myTest.count();
                // 5、有就执行这个method方法
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    method.invoke(ad);
                }
            }
        }
    }
 
    // 测试方法：public 无参 无返回值
    @MyTest
    public void test1(){
        System.out.println("test1方法执行了");
    }
    public void test2(){
        System.out.println("test2方法执行了");
    }
    @MyTest(count = 2)
    public void test3(){
        System.out.println("test3方法执行了");
    }
    @MyTest
    public void test4(){
        System.out.println("test4方法执行了");
    }
}

package ADV_0;
 
import org.junit.Test;
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;
 
public class AnnotationDemo3 {
    //解析注解
    @Test
    public void parseClass() throws Exception {
        // 1.获取类对象
        Class c1 = Demo.class;
        // 2、使用isAnnotationPresent判断这个类上是否陈列了注解MyTest2
        if (c1.isAnnotationPresent(MyTest2.class)) {
            // 3、获取注解对象
            MyTest2 myTest2 = (MyTest2) c1.getDeclaredAnnotation(MyTest2.class);
 
            // 4、获取注解属性值
            String[] address = myTest2.address();
            double height = myTest2.height();
            String value = myTest2.value();
 
            // 5、打印注解属性值
            System.out.println(Arrays.toString(address));
            System.out.println(height);
            System.out.println(value);
        }
    }
 
    @Test
    public void parseMethod() throws Exception {
        // 1.获取类对象
        Class c1 = Demo.class;
        // 2、获取方法对象
        Method method = c1.getMethod("go");
        // 3、使用isAnnotationPresent判断这个方法上是否陈列了注解MyTest2
        if (method.isAnnotationPresent(MyTest2.class)) {
            // 4、获取注解对象
            MyTest2 myTest2 = method.getDeclaredAnnotation(MyTest2.class);
 
            // 5、获取注解属性值
            String[] address = myTest2.address();
            double height = myTest2.height();
            String value = myTest2.value();
 
            // 6、打印注解属性值
            System.out.println(Arrays.toString(address));
            System.out.println(height);
            System.out.println(value);
        }
    }
}

动态代理

package ADV_0;
 
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
 
/**
 * 动态代理示例代码
 * 包含：接口定义、真实对象、调用处理器、客户端演示
 */
public class ADVZc7 {
    // 1. 定义业务接口
    interface UserService {
        void addUser(String username);
        String getUser(int userId);
    }
 
    // 2. 真实对象（被代理类）
    static class UserServiceImpl implements UserService {
        @Override
        public void addUser(String username) {
            System.out.println("真实方法: 添加用户 " + username);
        }
        @Override
        public String getUser(int userId) {
            return "真实用户" + userId;
        }
    }
 
    // 3. 调用处理器（实现InvocationHandler）
    static class LoggingHandler implements InvocationHandler {
        private final Object target;  // 持有真实对象引用
 
        public LoggingHandler(Object target) {
            this.target = target;
        }
 
        /**
         * 代理方法调用的核心逻辑
         * @param proxy  代理对象（慎用）
         * @param method 被调用的方法对象
         * @param args   方法参数
         */
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            // 前置增强
            System.out.println("[日志] 开始执行方法: " + method.getName());
 
            // 反射调用真实对象的方法
            Object result = method.invoke(target, args);
 
            // 后置增强
            System.out.println("[日志] 方法执行完成: " + method.getName());
 
            return result;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        // 4. 创建真实对象
        UserService realService = new UserServiceImpl();
 
        // 5. 创建调用处理器
        InvocationHandler handler = new LoggingHandler(realService);
 
        // 6. 动态生成代理对象
        UserService proxyService = (UserService) Proxy.newProxyInstance(
                UserService.class.getClassLoader(), // 类加载器
                new Class[]{UserService.class},     // 代理接口数组
                handler                             // 调用处理器
        );
 
        // 7. 通过代理对象调用方法
        proxyService.addUser("张三");
        System.out.println("查询结果：" + proxyService.getUser(1001));
 
        // 打印代理类信息
        System.out.println("\n代理类名称: " + proxyService.getClass().getName());
        System.out.println("代理类父类: " + proxyService.getClass().getSuperclass());
        System.out.println("代理类实现的接口: ");
        for (Class<?> inter : proxyService.getClass().getInterfaces()) {
            System.out.println(" - " + inter.getName());
        }
    }
}