🐻‍❄️注解 Annotation
2021-3-9
| 2023-8-3
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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:
  1. 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
  1. 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。
  1. 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valueElementType[]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@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@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ClassFieldMethodConstructor
  • 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。
 
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