• 深入理解Java 注解原理


    *注解的用途

    注解(Annotation)是JDK1.5引入的新特性,包含在java.lang.annotation包中,它是附加在代码中的一些元信息,将一个类的外部信息与内部成员联系起来,在编 译、运行时进行解析和使用。Java内置了一些注解(如@Override、@Deprecated等),还支持自定义注解,一些知名的框架 Struts、Hibernate、Spring都有自己实现的自定义注解,也可以自己定义注解供使用。

    Annotation十分类似public、final这样的修饰符。每个Annotation具有一个名字和成员个数>=0。每个Annotation的成员具有被称为name=value对的名字和值(就像javabean一样),name=value装载了Annotation的信息。

    Annotation类(java.lang.reflect.Annotation):


      Annotation类型定义了Annotation的名字、类型、成员默认值。一个Annotation类型可以说是一个特殊的java接口,它的成员变量是受限制的,而声明Annotation类型时需要使用新语法。当我们通过java反射api访问Annotation时,返回值将是一个实现了该 annotation类型接口的对象,通过访问这个对象我们能方便的访问到其Annotation成员。后面的章节将提到在java5.0的 java.lang包里包含的3个标准Annotation类型。其子类如下图所示:


    注解处理器类库(java.lang.reflect.AnnotatedElement):

      Java使用Annotation接口来代表程序元素前面的注解,该接口是所有Annotation类型的父接口。除此之外,Java在java.lang.reflect 包下新增了AnnotatedElement接口,该接口代表程序中可以接受注解的程序元素,该接口主要有如下几个实现类(如下图所示):

      Class:类定义
      Constructor:构造器定义
      Field:累的成员变量定义
      Method:类的方法定义
      Package:类的包定义

      java.lang.reflect 包下主要包含一些实现反射功能的工具类,实际上,java.lang.reflect 包所有提供的反射API扩充了读取运行时Annotation信息的能力。当一个Annotation类型被定义为运行时的Annotation后,该注解才能是运行时可见,当class文件被装载时被保存在class文件中的Annotation才会被虚拟机读取。
      AnnotatedElement 接口是所有程序元素(Class、Method和Constructor)的父接口,所以程序通过反射获取了某个类的AnnotatedElement对象之后,程序就可以调用该对象的如下四个个方法来访问Annotation信息:

      方法1:<T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass): 返回改程序元素上存在的、指定类型的注解,如果该类型注解不存在,则返回null。
      方法2:Annotation[] getAnnotations():返回该程序元素上存在的所有注解。
      方法3:boolean is AnnotationPresent(Class<?extends Annotation> annotationClass):判断该程序元素上是否包含指定类型的注解,存在则返回true,否则返回false.
      方法4:Annotation[] getDeclaredAnnotations():返回直接存在于此元素上的所有注释。与此接口中的其他方法不同,该方法将忽略继承的注释。(如果没有注释直接存在于此元素上,则返回长度为零的一个数组。)该方法的调用者可以随意修改返回的数组;这不会对其他调用者返回的数组产生任何影响。

    *注解类型

     注解的一般格式是[修饰符] @interface [名称]{元素}, 元素是无方法体的方法声明,可以有默认值,如@Target的注解如下所示:


    @Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
    public @interface Target {
    ElementType[] value();
    }
    元注解的作用就是负责注解其他注解。Java5.0定义了4个标准的meta-annotation类型,它们被用来提供对其它 annotation类型作说明。Java5.0定义的元注解:
        1.@Target,
        2.@Retention,
        3.@Documented,
        4.@Inherited
      这些类型和它们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到。下面我们看一下每个元注解的作用和相应分参数的使用说明。

    @Target:

       @Target说明了Annotation所修饰的对象范围:Annotation可被用于 packages、types(类、接口、枚举、Annotation类型)、类型成员(方法、构造方法、成员变量、枚举值)、方法参数和本地变量(如循环变量、catch参数)。在Annotation类型的声明中使用了target可更加明晰其修饰的目标。

      作用:用于描述注解的使用范围(即:被描述的注解可以用在什么地方)

      取值(ElementType)是来源于Java.lang.annotation.ElementType中的枚举类型元素:

        1.CONSTRUCTOR:用于描述构造器
        2.FIELD:用于描述域
        3.LOCAL_VARIABLE:用于描述局部变量
        4.METHOD:用于描述方法
        5.PACKAGE:用于描述包
        6.PARAMETER:用于描述参数
        7.TYPE:用于描述类、接口(包括注解类型) 或enum声明


    @Retention:

      @Retention定义了该Annotation被保留的时间长短:某些Annotation仅出现在源代码中,而被编译器丢弃;而另一些却被编译在class文件中;编译在class文件中的Annotation可能会被虚拟机忽略,而另一些在class被装载时将被读取(请注意并不影响class的执行,因为Annotation与class在使用上是被分离的)。使用这个meta-Annotation可以对 Annotation的“生命周期”限制。

      作用:表示需要在什么级别保存该注释信息,用于描述注解的生命周期(即:被描述的注解在什么范围内有效)

      取值(RetentionPoicy)来源于java.lang.annotation.RetentionPolicy的枚举类型值:

        1.SOURCE:在源文件中有效(即源文件保留)
        2.CLASS:在class文件中有效(即class保留)
        3.RUNTIME:在运行时有效(即运行时保留)

    @Documented:

      @Documented用于描述其它类型的annotation应该被作为被标注的程序成员的公共API,因此可以被例如javadoc此类的工具文档化。Documented是一个标记注解,没有成员。

    @Inherited:

      @Inherited 元注解是一个标记注解,@Inherited阐述了某个被标注的类型是被继承的。如果一个使用了@Inherited修饰的annotation类型被用于一个class,则这个annotation将被用于该class的子类。

      注意:@Inherited annotation类型是被标注过的class的子类所继承。类并不从它所实现的接口继承annotation,方法并不从它所重载的方法继承annotation。

      当@Inherited annotation类型标注的annotation的Retention是RetentionPolicy.RUNTIME,则反射API增强了这种继承性。如果我们使用java.lang.reflect去查询一个@Inherited annotation类型的annotation时,反射代码检查将展开工作:检查class和其父类,直到发现指定的annotation类型被发现,或者到达类继承结构的顶层。


    *注解实现实例

    实现注解需要三个条件:注解声明、使用注解的元素、操作注解使其起作用(注解处理器)。

    定一个MyTag注解类:
    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;

    @Target({ElementType.METHOD,ElementType.FIELD})
    @Inherited
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    public @interface MyTag {

    String name() default "车";
    int size() default 10;
    }

    定义一个实体Car类:

    public class Car {

    private String name;
    private int size;
    public String getName() {
    return name;
    }
    public void setName(String name) {
    this.name = name;
    }
    public int getSize() {
    return size;
    }
    public void setSize(int size) {
    this.size = size;
    }

    public Car(){

    }
    public Car(String name, int size){
    this.size = size;
    this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
    return "Car [name=" + name + ", size=" + size + "]";
    }

    }

    定义一个使用注解的类AnnotationDemo类:
    public class AnnotationDemo{

    @MyTag(name = "audi", size = 10)
    private Car car;

    public Car getCar() {
    return car;
    }

    public void setCar(Car car) {
    this.car = car;
    }

    @Override
    public String toString() {
    return "Annotation [car=" + car + "]";
    }
    }

    定义一个操作注解即让注解起作用的类AnnotationProccessor类:
    import java.lang.reflect.Field;

    public class AnnotationProccessor {

    public static void annoProcess(AnnotationDemo annotation){

    for(Field field : annotation.getClass().getDeclaredFields()){
    if(field.isAnnotationPresent(MyTag.class)){ //如果存在MyTag标签
    MyTag myTag = field.getAnnotation(MyTag.class);
    annotation.setCar(new Car(myTag.name(),myTag.size()));
    }
    }
    }
    public static void main(String[] args) {
    AnnotationDemo ann = new AnnotationDemo();
    annoProcess(ann);
    System.out.println(ann.getCar());

    }
    }

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