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什么是注解(Annotation)?注解是放在Java源码的类、方法、字段、参数前的一种特殊“注释”:
注释会被编译器直接忽略,注解则可以被编译器打包进入class文件,因此,注解是一种用作标注的“元数据”。
注解的作用
从JVM的角度看,注解本身对代码逻辑没有任何影响,如何使用注解完全由工具决定。
Java的注解可以分为三类:
- 第一类是由编译器使用的注解,例如:
@Override
:让编译器检查该方法是否正确地实现了覆写@SuppressWarnings
:告诉编译器忽略此处代码产生的警告
这类注解不会被编译进入
.class
文件,它们在编译后就被编译器扔掉了- 第二类是由工具处理
.class
文件使用的注解,比如有些工具会在加载class的时候,对class做动态修改,实现一些特殊的功能。这类注解会被编译进入.class
文件,但加载结束后并不会存在于内存中。这类注解只被一些底层库使用,一般不必我们自己处理。
- 第三类是在程序运行期能够读取的注解,它们在加载后一直存在于JVM中,这也是最常用的注解。例如,一个配置了
@PostConstruct
的方法会在调用构造方法后自动被调用(这是Java代码读取该注解实现的功能,JVM并不会识别该注解)。
定义一个注解时,还可以定义配置参数。配置参数可以包括:
- 所有基本类型;
- String;
- 枚举类型;
- 基本类型、String、Class以及枚举的数组。
因为配置参数必须是常量,所以,上述限制保证了注解在定义时就已经确定了每个参数的值。
注解的配置参数可以有默认值,缺少某个配置参数时将使用默认值。
此外,大部分注解会有一个名为
value
的配置参数,对此参数赋值,可以只写常量,相当于省略了value参数。如果只写注解,相当于全部使用默认值。
@Check
就是一个注解。第一个明确定义了三个参数,第二个只定义了一个value
参数,它实际上和@Check(99)
是完全一样的。最后一个@Check
表示所有参数都使用默认值。Java语言使用
@interface
语法来定义注解(Annotation
),它的格式如下:注解的参数类似无参数方法,可以用
default
设定一个默认值(强烈推荐)。最常用的参数应当命名为value
。元注解
有一些注解可以修饰其他注解,这些注解就称为元注解(meta annotation)。Java标准库已经定义了一些元注解,只需要使用元注解,通常不需要自己去编写元注解。
@Target
最常用的元注解是
@Target
。使用@Target
可以定义Annotation
能够被应用于源码的哪些位置:- 类或接口:
ElementType.TYPE
;
- 字段:
ElementType.FIELD
;
- 方法:
ElementType.METHOD
;
- 构造方法:
ElementType.CONSTRUCTOR
;
- 方法参数:
ElementType.PARAMETER
。
例如,定义注解
@Report
可用在方法上,必须添加一个@Target(ElementType.METHOD)
:定义注解
@Report
可用在方法或字段上,可以把@Target
注解参数变为数组{ ElementType.METHOD, ElementType.FIELD }
:实际上
@Target
定义的value
是ElementType[]
数组,只有一个元素时,可以省略数组的写法。@Retention
另一个重要的元注解
@Retention
定义了Annotation
的生命周期:- 仅编译期:
RetentionPolicy.SOURCE
;
- 仅class文件:
RetentionPolicy.CLASS
;
- 运行期:
RetentionPolicy.RUNTIME
。
如果
@Retention
不存在,则该Annotation
默认为CLASS
。因为通常自定义的Annotation
都是RUNTIME
,所以,务必要加上@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
这个元注解:@Repeatable
使用
@Repeatable
这个元注解可以定义Annotation
是否可重复。经过
@Repeatable
修饰后,在某个类型声明处,就可以添加多个@Report
注解:@Inherited
使用
@Inherited
定义子类是否可继承父类定义的Annotation
。@Inherited
仅针对@Target(ElementType.TYPE)
类型的annotation
有效,并且仅针对class
的继承,对interface
的继承无效:在使用的时候,如果一个类用到了
@Report
:则它的子类默认也定义了该注解:
定义Annotation
第一步,用
@interface
定义注解:第二步,添加参数、默认值:
把最常用的参数定义为
value()
,推荐所有参数都尽量设置默认值。第三步,用元注解配置注解:
其中,必须设置
@Target
和@Retention
,@Retention
一般设置为RUNTIME
,因为我们自定义的注解通常要求在运行期读取。一般情况下,不必写@Inherited
和@Repeatable
。读取注解
Java的注解本身对代码逻辑没有任何影响。根据
@Retention
的配置:SOURCE
类型的注解在编译期就被丢掉了;
CLASS
类型的注解仅保存在class文件中,它们不会被加载进JVM;
RUNTIME
类型的注解会被加载进JVM,并且在运行期可以被程序读取。
如何使用注解完全由工具决定。
SOURCE
类型的注解主要由编译器使用,因此一般只使用,不编写。CLASS
类型的注解主要由底层工具库使用,涉及到class的加载,一般很少用到。只有RUNTIME
类型的注解不但要使用,还经常需要编写。因此,这里只讨论如何读取
RUNTIME
类型的注解。因为注解定义后也是一种
class
,所有的注解都继承自java.lang.annotation.Annotation
,因此,读取注解,需要使用反射API。Java提供的使用反射API读取
Annotation
的方法包括:判断某个注解是否存在于
Class
、Field
、Method
或Constructor
:Class.isAnnotationPresent(Class)
Field.isAnnotationPresent(Class)
Method.isAnnotationPresent(Class)
Constructor.isAnnotationPresent(Class)
例如:
使用反射API读取Annotation:
Class.getAnnotation(Class)
Field.getAnnotation(Class)
Method.getAnnotation(Class)
Constructor.getAnnotation(Class)
例如:
使用反射API读取
Annotation
有两种方法。方法一是先判断Annotation
是否存在,如果存在,就直接读取:第二种方法是直接读取
Annotation
,如果Annotation
不存在,将返回null
:读取方法、字段和构造方法的
Annotation
和Class类似。但要读取方法参数的Annotation
就比较麻烦一点,因为方法参数本身可以看成一个数组,而每个参数又可以定义多个注解,所以,一次获取方法参数的所有注解就必须用一个二维数组来表示。例如,对于以下方法定义的注解:要读取方法参数的注解,我们先用反射获取
Method
实例,然后读取方法参数的所有注解:使用注解
注解如何使用,完全由程序自己决定。例如,JUnit是一个测试框架,它会自动运行所有标记为
@Test
的方法。我们希望用
@Range
来定义一个String
字段的规则:字段长度满足@Range
的参数定义:在某个JavaBean中,我们可以使用该注解:
但是,定义了注解,本身对程序逻辑没有任何影响。必须自己编写代码来使用注解。这里编写一个
Person
实例的检查方法,它可以检查Person
实例的String
字段长度是否满足@Range
的定义:这样一来,通过
@Range
注解,配合check()
方法,就可以完成Person
实例的检查。注意检查逻辑完全是我们自己编写的,JVM不会自动给注解添加任何额外的逻辑。