• [转]Spring注解原理的详细剖析与实现


    原文地址:http://freewxy.iteye.com/blog/1149128/

    本文主要分为三部分:

    一、注解的基本概念和原理及其简单实用

    二、Spring中如何使用注解

    三、编码剖析spring@Resource的实现原理

    一、注解的基本概念和原理及其简单实用

    注解(Annotation) 提供了一种安全的类似注释的机制,为我们在代码中添加信息提供了一种形式化得方法,使我们可以在稍后某个时刻方便的使用这些数据(通过解析注解来使用这些 数据),用来将任何的信息或者元数据与程序元素(类、方法、成员变量等)进行关联。其实就是更加直观更加明了的说明,这些说明信息与程序业务逻辑没有关 系,并且是供指定的工具或框架使用的。Annotation像一种修饰符一样,应用于包、类型、构造方法、方法、成员变量、参数及本地变量的申明语句中。

    Annotation其实是一种接口。通过java的反射机制相关的API来访问Annotation信息。相关类(框架或工具中的类)根据这些信息来决定如何使用该程序元素或改变它们的行为。Java语言解释器在工作时会忽略这些Annotation,因此在JVM中这些Annotation是“不起作用”的,只能通过配套的工具才能对这些Annotation类型的信息进行访问和处理。

    Annotation和interface的异同:

    1、 annotition的类型使用关键字@interface而不是interface。它继承了java.lang.annotition.Annotition接口,并非申明了一个interface。

    2、 Annotation类型、方法定义是独特的、受限制的。Annotation类型的方法必须申明为无参数、无异常抛出的。这些方法定义了Annotation的成员:方法名称为了成员名,而方法返回值称为了成员的类型。而方法返回值必须为primitive类型、Class类型、枚举类型、Annotation类型或者由前面类型之一作为元素的一位数组。方法的后面可以使用default和一个默认数值来申明成员的默认值,null不能作为成员的默认值,这与我们在非Annotation类型中定义方法有很大不同。Annotation类型和他的方法不能使用Annotation类型的参数,成员不能是generic。只有返回值类型是Class的方法可以在Annotation类型中使用generic,因为此方法能够用类转换将各种类型转换为Class。

    3、 Annotation类型又与接口有着近似之处。它们可以定义常量、静态成员类型(比如枚举类型定义)。Annotation类型也可以如接口一般被实现或者继承。

    *元注解@Target,@Retention,@Documented,@Inherited
    *
    * @Target 表示该注解用于什么地方,可能的 ElemenetType 参数包括:
    * ElemenetType.CONSTRUCTOR 构造器声明
    * ElemenetType.FIELD 域声明(包括 enum 实例)
    * ElemenetType.LOCAL_VARIABLE 局部变量声明
    * ElemenetType.METHOD 方法声明
    * ElemenetType.PACKAGE 包声明
    * ElemenetType.PARAMETER 参数声明
    * ElemenetType.TYPE 类,接口(包括注解类型)或enum声明
    *
    * @Retention 表示在什么级别保存该注解信息。可选的 RetentionPolicy 参数包括:
    * RetentionPolicy.SOURCE 注解将被编译器丢弃
    * RetentionPolicy.CLASS 注解在class文件中可用,但会被VM丢弃
    * RetentionPolicy.RUNTIME VM将在运行期也保留注释,因此可以通过反射机制读取注解的信息。
    *
    * @Documented 将此注解包含在 javadoc 中
    *
    * @Inherited 允许子类继承父类中的注解


    @Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Inherited

    ----------------------------------------Demo----------------------------------------------------

    package com.wxy.annotation;
     
    import java.lang.annotation.Documented;
    import java.lang.annotation.ElementType; 
    import java.lang.annotation.Inherited;
    import java.lang.annotation.Retention;
    import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
    import java.lang.annotation.Target;
    /**   
    *  定义注解Test
    *  注解中含有两个元素 id 和 description
    *  description元素有默认值"no description"  
    *   @create-time     2011-8-12   下午02:22:28   
    *   @revision          $Id
    */
     
    //该注解用于方法声明
    @Target(ElementType.METHOD)
    //VM将在运行期也保留注释,因此可以通过反射机制读取注解的信息
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    //将此注解包含在javadoc中
    @Documented
    //允许子类继承父类中的注解
    @Inherited
    public @interface Test { 
        public int id();
        public String description() default "no description";
    }
    package com.wxy.annotation;
    import java.lang.reflect.Method;
    /**
    *   使用注解和解析注解
    *  
    *   @creator            xiaoyu.wang   
    *   @create-time     2011-8-12   下午03:49:17   
    *   @revision          $Id
    */
    public class Test_1{
        /**
         * 被注释的三个方法
         */
        @Test(id = 1, description = "hello method1")
        public void method1() {
        }
    
    
        @Test(id = 2)
        public void method2() {
        }
    
    
        @Test(id = 3, description = "last method3")
    
    
        /**
         * 解析注释,将Test_1类所有被注解方法的信息打印出来
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            Method[] methods = Test_1.class.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) {
                //判断方法中是否有指定注解类型的注解
                boolean hasAnnotation = method.isAnnotationPresent(Test.class);
                if (hasAnnotation) {
                    //根据注解类型返回方法的指定类型注解
                    Test annotation = method.getAnnotation(Test.class);
                    System.out.println("Test(method=" + method.getName() + ",id=" + annotation.id()
                                       + ",description=" + annotation.description() + ")");
                }
            }
        }
    }

    Spring @Resource注解实现原理编码分析

    二、spring中注解@Resource的使用

    1、修改bean.xml,引入命名空间(保证项目能引用到common-annotations.jar)

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
    <beans xmlns=http://www.springframework.org/schema/beans
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xmlns:context=http://www.springframework.org/schema/context
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
               http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.5.xsd 
               http://www.springframework.org/schema/context 
               http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-2.5.xsd">
        <context:annotation-config />
             <bean id="peopleDao" class="com.wxy.dao.impl.PeopleDaoBean"></bean>
             <bean id="peopleService" class="com.wxy.service.impl.PeopleServiceBean"       
             </bean>
    </beans> 

    2、在PeopleServiceBean中使用@Resource注解

    public class PeopleServiceBean implements PeopleService {
        @Resource
        private PeopleDao peopleDao;
        private String    name = "wxy";
        private Integer   id   = 1;
    }

    3、 测试:

       public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //IOC容器实例化
            ClassPathXmlApplicationContext ac = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
            PeopleService peopleService = (PeopleService) ac.getBean("peopleService");
            peopleService.save();
        }
    }

    4、 结果:

     --> the method is called save()! name=wxy,id=1
    this is the method PeopleDaoBean.add()!

    也可以在setter方法上使用@Resource:

    public class PeopleServiceBean implements PeopleService {
        private PeopleDao peopleDao;
        private String    name = "wxy";
        private Integer   id   = 1;
        /** 
         * @return the peopleDao
         */
        public PeopleDao getPeopleDao() {
            return peopleDao;
        }
     
        /**
         * @param peopleDao the peopleDao to set
         */
        @Resource
        public void setPeopleDao(PeopleDao peopleDao) {
            this.peopleDao = peopleDao;
    }
        …..
    }

    结果一样。

    三、@Resource注解的实现原理(只用于配置,不用于干活)

    1、新建Annotation类型文件

     package com.wxy.annotation;
     
    import java.lang.annotation.ElementType;
    import java.lang.annotation.Retention;
    import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
    import java.lang.annotation.Target;
     
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target( { ElementType.FIELD, ElementType.METHOD })
    public @interface WxyResource {
        String name() default "";
    }

    2、使用自定义的注解@WxyResource

     public class PeopleServiceBean implements PeopleService {
        private PeopleDao peopleDao;
        private String    name = "wxy";
        private Integer   id   = 1;
        /** 
         * @param peopleDao the peopleDao to set
         */
        @WxyResource
        public void setPeopleDao(PeopleDao peopleDao) {
            this.peopleDao = peopleDao;
    }
    }

    3、事实上上一步没有实现,这一步开始实现注入原理,在自定义spring容器中添加注解功能

    public class WxyClassPathXMLApplicationContext {
     
        //存放BeanDefinition的列表,在beans.xml中定义的bean可能不止一个
        private final List<BeanDefinition> beanDefines = new ArrayList<BeanDefinition>();
        //将类名作为索引,将创建的Bean对象存入到Map中
        private final Map<String, Object>  sigletons   = new HashMap<String, Object>();
        public WxyClassPathXMLApplicationContext(String fileName) {
            //读取xml配置文件
            this.readXML(fileName);
            //实例化bean
            this.instanceBeans();
            //处理注解方式
            this.annotationInject();
            //注入对象
            this.injectObject();
        }
        /** 
         * 使用注解方式注入对象方法实现
         * @throws IntrospectionException 
         */
        private void annotationInject() {
            //循环所有bean对象
            for (String beanName : sigletons.keySet()) {
                //获取bean对象
                Object bean = sigletons.get(beanName);
                //如果bean不为空,取得bean的属性
                if (bean != null) {
                    try {
                        //按属性注入
                        PropertyDescriptor[] ps = Introspector.getBeanInfo(bean.getClass())
                            .getPropertyDescriptors();
                        for (PropertyDescriptor properdesc : ps) {
                            //获取属性的setter方法
                            Method setter = properdesc.getWriteMethod();
                            //判断注解是否存在
                            if (setter != null && setter.isAnnotationPresent(WxyResource.class)) {
                                //取得注解
                                WxyResource resource = setter.getAnnotation(WxyResource.class);
                                Object value = null;
                                //如果按名字找到
                                if (resource.name() != null && !"".equals(resource.name())) {
                                    //取得容器中的bean对象
                                    value = sigletons.get(resource.name());
     
                                } else {//没有按名字找到,按类型寻找
                                    //取得容器中的bean对象
                                    value = sigletons.get(resource.name());
                                    if (value == null) {
                                        for (String key : sigletons.keySet()) {
                                            if (properdesc.getPropertyType().isAssignableFrom(
                                                sigletons.get(key).getClass())) {
                                                value = sigletons.get(key);
                                                break;
                                            }
                                        }
                                    }
                                }
                                //把引用对象注入到属性
                                setter.setAccessible(true); 
                                setter.invoke(bean, value);
                            }
                        }
                        //按字段注入
                        Field[] fields = bean.getClass().getDeclaredFields();
                        for (Field field : fields) {
                            //如果注解存在
                            if (field.isAnnotationPresent(WxyResource.class)) {
                                //取得注解
                                WxyResource resource = field.getAnnotation(WxyResource.class);
                                Object value = null;
                                //如果按名字找到
                                if (resource.name() != null && !"".equals(resource.name())) {
                                    //取得容器中的bean对象
                                    value = sigletons.get(resource.name());
                                } else {//没有按名字找到,按类型寻找
                                    //取得容器中的bean对象
                                    value = sigletons.get(field.getName());
                                    if (value == null) {
                                        for (String key : sigletons.keySet()) {
                                            if (field.getType().isAssignableFrom(
                                                sigletons.get(key).getClass())) {
                                                value = sigletons.get(key);
                                                break;
                                            }
                                        }
                                    }
                                }
                                //允许访问private 
                                field.setAccessible(true);
                                field.set(bean, value);
                            }
                        }
                    } catch (IntrospectionException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    } catch (IllegalArgumentException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    } catch (InvocationTargetException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
        /** 
         *为bean对象的属性注入值
         */
    private void injectObject() {
    ….
    }
    ….
    }

    4、 使用自定义容器测试:

     public class MyTest { 
        /**
         * @param args
         */
        public static void main(String[] args) {
            //MyIOC容器实例化
            WxyClassPathXMLApplicationContext ac = new WxyClassPathXMLApplicationContext("beans.xml");
            PeopleService peopleService = (PeopleService) ac.getBean("peopleService");
            peopleService.save();
        }
    }

    6、 测试结果:

    --> the method is called save()! name=wxy,id=1
    this is the method PeopleDaoBean.add()!

    注解本身不做任何事情,只是像xml文件一样起到配置作用。注解代表的是某种业务意义,注解背后处理器的工作原理如上源码实现:首先解析所有属性,判断属性上是否存在指定注解,如果存在则根据搜索规则取得bean,然后利用反射原理注入。如果标注在字段上面,也可以通过字段的反射技术取得注解,根据搜索规则取得bean,然后利用反射技术注入。

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    Can not squeeze dim[1], expected a dimension of 1
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