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Java基础15-Java高级

news 2025/7/7 18:32:36

十五、Java高级

单元测试、反射、注解、动态代理。

1、单元测试

定义：就是针对最小的功能单元(方法),编写测试代码对其进行正确性测试。

1.1 Junit单元测试框架

可以用来对方法进行测试，它是第三方公司开源出来的(很多开发工具已经集成了Junit框架，比如IDEA)

优点：可以灵活的编写测试代码，可以针对某个方法执行测试，也支持一键完成对全部方法的自动化测试,且各自独立。不需要程序员去分析测试的结果，会自动生成测试报告出来。

1.2 测试案例

某个系统，有多个业务方法，请使用Junit单元测试框架，编写测试代码,完成对这些方法的正确性测试。

具体测试步骤：

将Junit框架的jar包导入到项目中(注意: IDEA集成了Junit框架,不需要我们自己手工导入了)
为需要测试的业务类,定义对应的测试类,并为每个业务方法,编写对应的测试方法(必须:公共、无参、无返回值)
测试方法上必须声明@Test注解，然后在测试方法中，编写代码调用被测试的业务方法进行测试。
开始测试: 选中测试方法，右键选择"JUnit运行”，如果测试通过则是绿色;如果测试失败，则是红色。

1、只测试某个方法：直接点击该方法的左侧运行按钮运行即可

2、测试该测试类的所以方法：点击该参数类的左侧运行按钮运行即可

3、要测试该项目的所以测试类：直接右击该项目名——>点击 run All Tests

//工具类
public class Function {//获取字符串长度public static int getStringLenght(String str){if(str==null){return 0;}return str.length();}//获取字符串最后一个字母的索引public static int  getStringMaxIndex(String  str){if(str==null){return -1;}return str.length();}
}

//工具类的测试类
//点击在测试类左侧的运行按钮就测试所以的方法
public class FunctionTest {@Test  //测试类(点击左侧的运行按钮即可运行所对应的方法)//保证方法是（public、无返回值、无形参）public void getStringLenghtTest(){//直接调用要测试的方法（这里写的是静态方法，直接通过类名调取）int len= Function.getStringLenght("hello");int len2=Function.getStringLenght(null);System.out.println(len);System.out.println(len2);}@Testpublic void getStringMaxIndexTest(){int index1=Function.getStringMaxIndex("hello");int index2=Function.getStringMaxIndex(null);System.out.println(index1);System.out.println(index2);  //会发现测试没有报错，但是结果可能有问题。//可以使用结果断言，就是可以用自己的预测结果和方法得出的结果进行比较，看看是不是一样的。//参数（有误时的提示信息，自己预测结果，方法得出的结果）Assert.assertEquals("测试结果有误：",4,index1);}
}

Junit单元测试常见注解	说明
@Test	测试类中的方法必须用它修饰才能成为测试方法，才能启动执行
@Before Junit5改名为（ @BeforeEach）	用来修饰一个实例方法，该方法会在每一个测试方法执行之前执行一次。
@After Junit5改名为（@BeforeEach）	用来修饰一个实例方法，该方法会在每一个测试方法执行之后执行一次。
@BeforeClass Junit5改名为（@BeforeAll ）	用来修饰一个静态方法，该方法会在所有测试方法之前只执行一次。
@AfterClass Junit5改名为（@AfterAll）	用来修饰一个静态方法，该方法会在所有测试方法之后只执行一次。

在测试方法执行前执行的方法，常用于：初始化资源。

在测试方法执行完后再执行的方法，常用于：释放资源。

2、反射

反射就是：加载类,并允许以编程的方式解剖类中的各种成分(成员变量、方法、构造器等)。

作用：反射主要是用来做框架的

学习获取类的信息、操作它们，实现步骤：

反射第一步：加载类，获取类的字节码: Class对象
获取类的构造器：Constructor对象
获取类的成员变量：Field对象
获取类的成员方法:：Method对象

2.1 反射第一步：加载类，获取类的字节码: Class对象

获取Class对象的三种方式：

Class c1 =类名.class
调用Class提供方法: public static Class forName(String package);
Object提供的方法: public Class getClass(); Class c3 =对象.getClass();

public class Student {private String name;private String sex;private  int  age;
}

//测试类
public class ReflectTest {public static void main(String[] args) throws Exception {//Class  c1 =类名.classClass c1=Student.class;System.out.println(c1.getName());  //获取全类类名（包名加类名）System.out.println(c1.getSimpleName()); //获取简单类名（类名）//调用Class提供方 法: public static Class forName(String package);Class c2=Class.forName("akc4.reflect.Student");  //参数为全类类名System.out.println(c1==c2);  //等到的都是同一个类（true）//Object提供的方法: public Class getClass(); Class c3 =对象.getClass();Student  student=new Student();Class c3=student.getClass();System.out.println(c2==c3);  //等到的都是同一个类（true）}
}

2.2 获取类的构造器：Constructor对象

Class提供了从类中获取构造器的方法	说明
Constructor<?> [ ] getConstructors()	获取全部构造器（只能获取public修饰的）
Constructor<?> [ ] getDeclaredConstructors()	获取全部构造器（只能存在就能拿到）
Constructor getConstructor(Class<?> … parmeterTypes )	获取某个构造器（只能获取public修饰的）
Constructor getDeclaredConstructor( Class<?> … paramerTyoes )	获取某个构造器（只要存在就能拿到）

//学生实体类
public class Student {private String name;private String sex;private  int  age;public Student() {}private Student(String name, String sex) {this.name = name;this.sex = sex;}public Student(String name, String sex, int age) {this.name = name;this.sex = sex;this.age = age;}
}

//测试类
public class StudentTest {@After  //每个测试方法结束后都会执行public void soutAfter(){System.out.println("---------------");}//获取多少构造器@Testpublic void testGetConstructors(){//1、获取到对应类的类Class对象Class  c1=Student.class;//2、通过 getConstructors()方法获取到所有用public修饰的构造器Constructor[] cons1=c1.getConstructors();for (Constructor constructor : cons1) {//获取构造器名和形参个数System.out.println(constructor.getName()+"--->"+constructor.getParameterCount());}System.out.println("============");//3、通过getDeclaredConstructors() 方法获取所有的构造器（一般用这个获取多个构造器）Constructor[] cons2=c1.getDeclaredConstructors();for (Constructor constructor : cons2) {//获取构造器名和形参个数System.out.println(constructor.getName()+"--->"+constructor.getParameterCount());}}@Testpublic void testGetDeclaredConstructor() throws Exception {//1、获取对应类的ClassClass c2=Student.class;//2、通过getConstructor(形参类型)方法获取public修饰的某个构造器Constructor con1=c2.getConstructor(); //获取无参构造器（public修饰的）//获取public修饰的形参为三个，且形参类型对应的构造器Constructor  cons2=c2.getConstructor(String.class,String.class,int.class);//获取指定的任何一个构造器，不限修饰类型Constructor  cons3=c2.getDeclaredConstructor(String.class,String.class);System.out.println(con1.getName()+" "+cons2.getName()+" "+cons3.getName());}}

获取类构造器的作用：依然是初始化对象返回

Constructor对象提供的方法	说明
T newIntstance(Object…initargs)	调用此构造器对象表示的构造器，并传入参数，完成对象的初始化并返回
public void setAccessible( boolean flag )	设置为true，表示禁止检查访问控制，就是即使是私有的构造器也能访问（暴力反射）

//学生实体类
public class Student {private String name;private String sex;private  int  age;public Student() {System.out.println("无参构造器被调用了");}private Student(String name, String sex) {this.name = name;this.sex = sex;}public Student(String name, String sex, int age) {this.name = name;this.sex = sex;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", sex='" + sex + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

//测试类
public class StudentTest {@Testpublic void testGetDeclaredConstructor() throws Exception {//1、获取对应类的ClassClass c2=Student.class;//2、通过getConstructor(形参类型)方法获取public修饰的某个构造器Constructor con1=c2.getConstructor(); //获取无参构造器（public修饰的）//获取public修饰的形参为三个，且形参类型对应的构造器Student student=(Student) con1.newInstance();  //没有写参数调用的就是无参构造器System.out.println(student);//获取指定的任何一个构造器，不限修饰类型Constructor  cons3=c2.getDeclaredConstructor(String.class,String.class);cons3.setAccessible(true); //暴力反射, 即使是private修饰的也能调用了                          Student student1=(Student) cons3.newInstance("小明","男");System.out.println(student1);}}

2.3 获取类的成员变量：Field对象

Class提供了从类中获取成员变量的方法

方法	说明
public Field[ ] getFields()	获取类id全部成员变量（只能获取public修饰的）
public Field[ ] getDeclaredields()	获取类的全部成员变量（只要存在就能拿到）
public Field getField(Sting name)	获取类的某个成员变量（只能获取public修饰的）
public Field getDeclaredField(String name)	获取类的某个成员变量（只要存在就能拿到）

获取到成员变量的作用:依然是赋值、取值。

方法	说明
void set(Object obj , Object value)	赋值
Object get( Object obj )	取值
public void setAccessible( boolean flag )	设置true ，表示禁止检查访问控制(暴力反射)

//实体类
public class Student {public  String name;public   String  id;private String sex;private  int  age;public Student() {}
}

//测试类
public class StudentTest {@After  //每个测试方法结束后都会执行public void soutAfter(){System.out.println("---------------");} 
@Testpublic  void  testFields(){//1、获取到对应类的Class对象Class c=Student.class;//2、获取到所有用public修饰的成员变量Field[] fields=c.getFields();//3、遍历拿到的成员变量for (Field field : fields) {//输出变量名和变量类型System.out.println(field.getName()+"==>"+field.getType());}System.out.println("==========");//2、获取全部成员变量Field[] fields1=c.getDeclaredFields();//3、遍历拿到的成员变量for (Field field : fields1) {//输出变量名和变量类型System.out.println(field.getName()+"==>"+field.getType());}}@Testpublic  void  testField() throws Exception {//1、获取到对应类的Class对象Class  c1=Student.class;//2、获取public修饰的某个成员变量(成员变量名)Field field= c1.getField("name");System.out.println(field.getName()+"==>"+field.getType());System.out.println("============");//2、获取某个成员变量。不限修饰（成员变量名）Field field1=c1.getDeclaredField("age");System.out.println(field1.getName()+"==>"+field1.getType());//3、为成员变量赋值//3.1 创建一个对象Student student=new Student();//由于field1对应的age是私有的成员变量，所以要暴力反向field1.setAccessible(true);//赋值(要赋值的具体对象，符的值)field1.set(student,20);//获取值int  age=(int)field1.get(student);System.out.println(age);}
}

3.4 获取类的成员方法:：Method对象

Class提供了从类中获取成员方法的API。

方法	说明
Method[ ] getMethod()	获取类的全部成员方法(只能获取public修饰的)
Method[ ] getDeclaredMethods()	获取类的全部成员方法(只要存在就能拿到)
Method getMethod(String name, Class<?> … parameterTypes)	获取类的某个成员方法(只能获取public修饰的)参数：(方法名，参数类型，如：String.class)
Method getDeclaredMethod(String name , Class<?> … parameterType )	获取类的某个成员方法(只要存在就能拿到)参数：(方法名，参数类型，如：String.class)

成员方法的作用:依然是执行

Method提供的方法	说明
public Object invoke( Object obj , Object … args )	触发某个对象的该方法执行
public void setAccessible( boolean flag )	设置true，表示禁止检查访问控制（暴力反射）

//实体类
public class Student {private String name;private String sex;private  int  age;public Student() {}private  String run(int num){return "跑"+num+"圈操场！";}
}

//测试类 
public class StudentTest {@Testpublic void testMethod() throws Exception {//1、创建一个类，对应的ClassClass  c=Student.class;//获取某个方法，不限修饰，参数为：要获取方法的方法名，形参列表的各个类型Method method= c.getDeclaredMethod("run",int.class);//2、由于run方法是私有的所以要暴力反向method.setAccessible(true);//3、获取某个方法，需要一个对应对象Student student=new Student();//4、调用该方法，并传入参数(要调用对象的对象名，调用方法的参数)String  str=  (String) method.invoke(student,10);System.out.println(str);}}

3.5 反射的运用场景

基本作用：可以得到一个类的全部成分然后操作。可以破坏封装性。

最重要的用途是：适合做Java的框架，基本上，主流的框架都会基于反射设计出- -些通用的功能。

使用反射做一个简易版的框架

需求：对于任意一个对象,该框架都可以把对象的字段名和对应的值，保存到文件中去。

实现步骤：

①定义一个方法，可以接收任意对象。

②每收到一个对象后，使用反射获取该对象的Class对象,然后获取全部的成员变量。

③遍历成员变量，然后提取成员变量在该对象中的具体值。

④把成员变量名、和其值，写出到文件中去即可。

3、注解( Annotation )

就是Java代码里的特殊标记，比如: @Override、 @Test等，作用是：让其他程序根据注解信息来决定怎么执行该程序。
注意：注解可以用在类上、构造器上、方法上、成员变量上、参数上、等位置处。

3.1 自定义注解

//自定义注解格式
public   @interface  注解名称{public  属性类型  属性名()  default  默认值;
}

//注解
public @interface MyTest {//默认public可以不写public String  name();//可以写默认值（写了，在赋值的时候可以不写）int  age() default 10;String[] hobby();
}

//测试注解
@MyTest(name="小明",age=19,hobby={"唱","跳","篮球"})
public class AnnotationTest {public static void main(String[] args) {}@MyTest(name="小红",hobby={"唱","跳","篮球"})public static void run(){}
}

1、特殊属性名: value

如果注解中只有一个value属性，使用注解时, value名称可以不写！

2、注解的本质

注解本质是一个接口，Java中所有注解都是继承了Annotation接口的。

@注解(…)：其实就是一个实现类对象，实现了该注解以及Annotation接口。

3.2 元注解

是指的是修饰注解的注解

常用的2个元注解：@Target 和 @Retention

@Retention( Retent ionPol icy . RUNTIME )   //元注解1
@Target({ElementType .METHOD})             //元注解2
public @interface Test {
}

3.2.1 @Target 元注解

作用：声明被修饰的注解只能在哪些位置使用。

//格式
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Test {  }

TYPE：类、接口；
FIELD：成员变量；
METHOD：成员方法
PARAMETER：方法参数；
CONSTRUCTOR：构造器；
LOCAL_VARIABLE：局部变量；

//限定修饰类型为成员变量
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface MyTest {String  value();
}

public class AnnotationTest {//现在只能修饰成员变量了@MyTest("hello")private String name;
}

3.2.2 Retention 元注解

作用：声明注解的保留周期。

//格式
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Test {  }

SOURCE：只作用在源码阶段，字节码文件中不存在。
CLASS（默认值）：保留到字节码文件阶段，运行阶段不存在。
RUNTIME（开发常用）：一直保留到运行阶段。

//一直保留到运行阶段
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyTest {String  value();
}

public class AnnotationTest {//现在只能修饰成员变量了@MyTest("hello")private String name;
}

3.2.2 注解的解析

定义：就是判断类上、方法上、成员变量上是否存在注解，并把注解里的内容给解析出来。

指导思想：要解析谁上面的注解，就应该先拿到谁。比如要解析类上面的注解，则应该先获取该类的Class对象，再通过Class对象解析其上面的注解。比如要解析成员方法上的注解，则应该获取到该成员方法的Method对象，再通过Method对象解析其上面的注解。

Class、Method 、Field , Constructor.都实现了AnnotatedElement接口，它们都拥有解析注解的能力。

AnnotatedElement接口提供的解析注解方法	说明
public Anotation[ ] getDeclaredAnnotations()	获取当前对象上面的注解
public T getDeclaredAnnotation（Class annottationClass）	获取指定的注解对象
public boolean isAnnotationPresent(Class annotationClass)	判断当前对象上是否存在某个注解

解析注解案例：

①定义注解MyTest4, 要求如：
➢包含属性: String value()
➢包含属性: double aaa(),默认值为100
➢包含属性: String[] bbb()
➢限制注解使用的位置: 类和成员方法上
➢指定注解的有效范围: - -直到运行时

②定义一个类叫: Demo,在类中定义一个test1方法，并在该类和其方法.上使用MyTest4注解

③定义AnnotationTest3测试类，解析Demo类中的全部注解。

//自定义注解
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyTest {String  value();double  aaa() default 100;String[]  bbb();
}

//使用注解的类
@MyTest(value = "java",aaa=120,bbb = {"python","HTML"})
public class Demo {@MyTest(value = "JS",bbb = {"C语言","C++"})public void test1(){}
}

//测试类
public class AnnotationTest {@Testpublic void testClassAnnotation(){//1、获取到对应类的对象Class c=Demo.class;//2、解析类上的注解// 判断类对象是否有对应的注解if (c.isAnnotationPresent(MyTest.class)){//3、获取到类上的注解对象MyTest myTest=(MyTest) c.getDeclaredAnnotation(MyTest.class);//4、通过类上的对象获取到对应的参数System.out.println(myTest.value());System.out.println(myTest.aaa());System.out.println(Arrays.toString(myTest.bbb()));}}@Testpublic void testMethodAnnotation() throws Exception {//1、获取到对应的类对象Class c=Demo.class;//2、获取到类的Method对象Method m=c.getDeclaredMethod("test1");//3、判断方法上是否有对应的注解if(m.isAnnotationPresent(MyTest.class)){//4、获取到注解的对象MyTest myTest=(MyTest)m.getDeclaredAnnotation(MyTest.class);//5、通过注解对象获取获取到方法上注解的参数System.out.println(myTest.value());System.out.println(myTest.aaa());System.out.println(Arrays.toString(myTest.bbb()));}}
}

3.2.3 注解的运用场景

需求：定义若干个方法，只要加了MyTest注解，就会触发该方法执行。

分析：

①定义一个自定义注解MyTest,只能注解方法，存活范围是一直都在。

②定义若干个方法，部分方法加.上@MyTest注解修饰，部分方法不加。

③模拟一个junit程序，可以触发加了@MyTest注解的方法执行。

//注解
@Target(ElementType.METHOD)        //只能方法才能使用的注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)   //触发范围：一直到运行阶段
public @interface MyTest {
}

public class Demo {//定义一下方法，要求只有加了注解的方法才能触发@MyTest()public void test1(){System.out.println("=======test1=======");}@MyTestpublic void test2(){System.out.println("=======test2=======");}public void test3(){System.out.println("=======test3=======");}@MyTestpublic void test4(){System.out.println("=======test4=======");}public static void main(String[] args) throws Exception{//1、获取到类这个Class对象Class c= Demo.class;//2、通过类对象获取到类对象里面的所有方法Method[] methods= c.getDeclaredMethods();//3、通过遍历获取到里面的每一个方法for (Method method : methods) {//4、判断里面的每一个方法是否带有注解if(method.isAnnotationPresent(MyTest.class)){//5、创建一个要被执行方法的对象，将这个对象作为参数Demo demo=new Demo();//执行带有注解的这个方法method.invoke(demo);}}}}

4、动态代理

代理是一种设计模式，它提供了一种机制，通过代理对象来访问目标对象，从而在不修改原始对象的基础上添加额外的功能或限制访问。

java.lang.reflect.Proxy类：提供了为对象产生代理对象的方法:

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)/*
参数一：用于指定用哪个类加载器，去加载生成的代理类
参数二：指定接口，这些接口用于指定生成的代理长什么，也就是有哪些方法
参数三：用来指定生成的代理对象要干什么事情*/

案例：蔡徐坤他有很多的才艺（唱歌，跳舞，打篮球…）,但是呢，他肯定不会白白的在大众面向做这些，肯定是要收钱的，而且还要准备舞台什么的；他又不会去自己去收钱、搭建舞蹈什么的，因为他只负责唱、跳等，自己擅长的领域，这时其它的工作就会交给代理去做，代理做好前期工作后，代理才叫他来展示他的才艺。下面是实现代码：

//大明星的才艺接口
public interface Star {String sing(String singname);void  dance();void basketball();
}

//大明星类
//大明星要学习这些才艺（实现接口的方法）
public class BigStar implements Star {private  String name;public BigStar(String name) {this.name = name;}//创建2个方法public String sing(String singName){System.out.println(this.name+" 唱完了 "+singName);return "唱得怎么样？谢谢！谢谢！";}public void  dance(){System.out.println(this.name+" 跳了");}public void basketball(){System.out.println(this.name+" 打篮球了");}
}

//一个代理工具类（大明星可以在这里找代理）
public class ProxyUtil {//1、创建一个静态方法，用来完成代理工作,接收一个大明星类（就是为bigStar做代理）public static  Star  createProxy(BigStar bigStar){//2、创建一个代理对象/*Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)参数1：用于指定一个类加载器（一般就行写这个类的类加载器）参数2：指定生成的代理长什么样子，也就是有哪些方法（是一个数组装其来的）,由于这里只接收一个方法，就把它直接放到数组里去参数3：用于指定生成的代理要做什么事情，它是一个接口，所以要不能直接创建对象，就new一个匿名内部类对象来指定代理对象做什么事情*/Star starProxy=(Star) Proxy.newProxyInstance(ProxyUtil.class.getClassLoader(), new Class[]{Star.class}, new InvocationHandler() {//invoke方法：等一下会去main方法调用这个工具类，将bigStar对象作为参数，得到一个Star对象，再通过Star对象调用sing和dance方法，调用这两个方法就会去调用invoke方法。//sing和dance方法被调用时，也会把3个参数填到invoke方法中//参数1：java会把当前的代理对象当作一个Object对象放到其中//参数2：java会把，调用的方法当作Method传进来，如果外面在调用sing方法，那么method就是sing方法//参数3：被调用方法的参数，java会把被调用的方法的产生传到args数组中@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {//代理对象要做的事情，会在这里写代码//1、通过method来判断，被调用的是哪个方法if(method.getName().equals("sing")){System.out.println("准备话筒，收100块！");//2、执行被代理发方法(参数为：被代理的对象，被调用方法的参数)，有返回值的直接返回return method.invoke(bigStar,args);}else if(method.getName().equals("dance")){System.out.println("准备一个舞台！收20块！");//2、执行被代理发方法(参数为：被代理的对象，被调用方法的参数)return method.invoke(bigStar,args);}else {//其它方法return   method.invoke(bigStar,args);}}});//将代理对象返回出去return starProxy;}
}

//测试类（大明星展示才艺类）
public class Test {public static void main(String[] args) {//通过有参构造器创建一个需要被代理的对象（创建了蔡徐坤大明星）BigStar bigStar=new BigStar("蔡徐坤");//调用代理工具类静态方法，创建一个代理对象,将需要被代理的对象传过去（蔡徐坤找来一个代理）Star star=ProxyUtil.createProxy(bigStar);//通过代理对象，调用代理方法String str = star.sing("鸡你太美");System.out.println(str);//通过代理对象，调用代理方法star.dance();            //通过代理对象，调用代理方法star.basketball(); }
}