Java中注解的高級(jí)用法
Annotation
注解（Annotation），也叫元數(shù)據(jù)。一種代碼級(jí)別的說明。它是JDK1.5及以后版本引入的一個(gè)特性，與類、接口、枚舉是在同一個(gè)層次。它可以聲明在包、類、字段、方法、局部變量、方法參數(shù)等的前面，用來對(duì)這些元素進(jìn)行說明，注釋。作用分類：
- 編寫文檔：通過代碼里標(biāo)識(shí)的元數(shù)據(jù)生成文檔【生成文檔doc文檔】
- 代碼分析：通過代碼里標(biāo)識(shí)的元數(shù)據(jù)對(duì)代碼進(jìn)行分析【使用反射】
- 編譯檢查：通過代碼里標(biāo)識(shí)的元數(shù)據(jù)讓編譯器能夠?qū)崿F(xiàn)基本的編譯檢查【Override】
注解不會(huì)改變程序的語義，只是作為注解（標(biāo)識(shí)）存在，我們可以通過反射機(jī)制編程實(shí)現(xiàn)對(duì)這些元數(shù)據(jù)（用來描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)）的訪問
分類
- 運(yùn)行期注解 程序運(yùn)行時(shí)才會(huì)被解析到的注解，一般通過反射機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，很多框架中都會(huì)用到，經(jīng)常會(huì)看到一個(gè)注解和一些簡(jiǎn)單的配置來實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的功能
- 編譯期注解 一般用來解析類型元數(shù)據(jù)，根據(jù)特定注解解析并生成代碼，或者生成一些描述性文件，比如properties、json等，比如為Pojo生成getter和setter方法
關(guān)鍵注解
@java.lang.annotation.Retention定義注解的有效時(shí)期
相關(guān)參數(shù)：RetentionPolicy.SOURCE: 編譯期生效，編譯器會(huì)丟棄，編譯后的class文件并不包含該注解 RetentionPolicy.CLASS: 注解會(huì)被保留在class文件中，但是運(yùn)行期不會(huì)生效，被JVM忽略 RetentionPolicy.RUNTIME: 注解會(huì)被保留在class文件中，并且會(huì)在運(yùn)行期生效，JVM會(huì)讀取
@Target定義注解作用對(duì)象，也就是注解是可以用在類、方法、參數(shù)還是其他等待
相關(guān)參數(shù)：ElementType.TYPE: 該注解只能運(yùn)用到Class, Interface, enum上 ElementType.FIELD: 該注解只能運(yùn)用到Field上 ElementType.METHOD: 該注解只能運(yùn)用到方法上 ElementType.PARAMETER: 該注解只能作用在參數(shù)上 ElementType.CONSTRUCTOR: 該注解只能作用在構(gòu)造方法上 ElementType.LOCAL_VARIABLE: 該注解作用在地變量或catch語句 ElementType.ANNOTATION_TYPE: 該注解只能作用在注解上 ElementType.PACKAGE: 該注解只能用在包上
Java中常見的內(nèi)置注解：
- @Override
- @Deprecated
- @SuppressWarnings
繼承關(guān)系
- @Inherited
如果某個(gè)注解上有@Inherited注解，當(dāng)查找該類型的注解時(shí)，會(huì)先查找目標(biāo)類型是否存在注解，如果有，直接返回；否則，繼續(xù)在父類上尋找注解， 停止的條件為在父類上找到該類型的注解或者父類為Object類型。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Inherited
public @interface ClassMapper {
}下面的示例中，如果ClassMapper沒有@Inherited修飾，則返回null
Child.class.getAnnotation(ClassMapper.class);@Slf4j
public class ExtendAnnotationTests {
@ClassMapper
public class Demo { }
public class Child extends Demo{ }
}- 元注解（注解上的注解）
我們知道，在Spring中，注解@Service與@Component都是用來標(biāo)記類，交由Spring容器管理其對(duì)應(yīng)的Bean，是結(jié)果是等效的。主要是Spring將注解和元注解進(jìn)行了合并
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Mapper {
}
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Mapper
public @interface ClassMapper {
}通過下面的方法可以拿到元注解，從而進(jìn)行其他擴(kuò)展。
public class Tests {
@Test
public void test(){
ClassMapper classMapper = Demo.class.getAnnotation(ClassMapper.class);
log.info("classMapper: {}", classMapper);
Mapper mapper = classMapper.annotationType().getAnnotation(Mapper.class);
log.info("mapper: {}", mapper);
}
}示例
示例主要針對(duì)@java.lang.annotation.Retention參數(shù)的三種情況，了解注解是生效時(shí)期：
RetentionPolicy.RUNTIME
該示例實(shí)現(xiàn)通過自定義注解@SystemProperty，實(shí)現(xiàn)為對(duì)象字段設(shè)置系統(tǒng)屬性
- 定義注解@SystemProperty
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
@Documented
public @interface SystemProperty {
String value();
}- 定義對(duì)象工廠
主要作用是在運(yùn)行時(shí)解析注解@SystemProperty，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)屬性注入的邏輯。前面說到，注解的作用主要是標(biāo)記，針對(duì)RetentionPolicy.RUNTIME類型的注解，一般是在運(yùn)行時(shí) 通過反射實(shí)現(xiàn)注解標(biāo)識(shí)的類、字段或方法等等元數(shù)的處理過程。
ObjectFactory是一個(gè)對(duì)象生產(chǎn)工廠，這樣我們可以在運(yùn)行期解析目標(biāo)對(duì)象中的是否有@SystemProperty標(biāo)識(shí)的字段，并對(duì)該字段進(jìn)行值的設(shè)定，這樣式該注解設(shè)計(jì)的初衷，但是 實(shí)現(xiàn)需要我們根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)
@Slf4j
public class ObjectFactory {
// 省略 ...
public static <T> T getObject(Class<T> type, Object... args){
Constructor<T> constructor = findTypeConstructor(type, args);
T object = constructor.newInstance(args);
// 通過反射找到對(duì)象中@SystemProperty的字段，并根據(jù)其設(shè)置參數(shù)將系統(tǒng)屬性設(shè)定到該對(duì)象字段中
processFieldAnnotations(object, type, SystemProperty.class);
return object;
}
// 省略 ...
}- 驗(yàn)證
可以查看對(duì)象中被注解標(biāo)識(shí)的屬性被設(shè)置上去了
@Slf4j
public class RuntimeAnnotationTests {
@Test
public void run(){
Demo demo = ObjectFactory.getObject(Demo.class);
log.info(">> result: {}", demo.user);
}
@Data
public static class Demo{
@SystemProperty("user.name")
private String user;
}
}RetentionPolicy.CLASS
該示例主要實(shí)現(xiàn)，編譯器判斷通過@FinalClass注解標(biāo)記的類是否為final類型
- 定義注解
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
public @interface FinalClass {
}- 編寫AbstractProcessor的實(shí)現(xiàn)
@SupportedAnnotationTypes({FinalClassProcessor.FINAL_CLASS})
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_8)
@AutoService(Processor.class)
public class FinalClassProcessor extends AbstractProcessor {
public static final String FINAL_CLASS = "com.sucl.blog.jdk.annotation.compile.FinalClass";
@Override
public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
TypeElement annotationType = this.processingEnv.getElementUtils().getTypeElement(FINAL_CLASS);
if( annotationType != null ){
for (Element element : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(annotationType)) {
if( element instanceof TypeElement ){
TypeElement typeElement = (TypeElement) element;
if( !typeElement.getModifiers().contains(Modifier.FINAL) ){
String message = String.format("類【%s】必須為final類型", typeElement);
this.processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, message);
}
}
}
}
return true;
}
}- 使FinalClassProcessor生效
- 基于google auto-service
3.1 添加依賴
<dependency>
<groupId>com.google.auto.service</groupId>
<artifactId>auto-service</artifactId>
<version>1.1.0</version>
</dependency>3.2 在Processor通過注解@AutoService標(biāo)識(shí)
@AutoService(Processor.class)
public class FinalClassProcessor extends AbstractProcessor{}- 基于maven插件
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<annotationProcessors>
<annotationProcessor>
com.sucl.blog.jdk.annotation.compile.FinalClassProcessor
</annotationProcessor>
</annotationProcessors>
</configuration>
</plugin>- 驗(yàn)證
打包，在項(xiàng)目中引入該jar，定義一個(gè)類，類似下面這樣，當(dāng)該類沒有final修飾時(shí)，通過maven install命令，可以看到控制臺(tái)打印自定義的錯(cuò)誤信息
@FinalClass
public final class ProcessorFinder {}
注意
RetentionPolicy.CLASS的使用需要達(dá)打成jar包才行，不然無法再編譯時(shí)處理注解RetentionPolicy.SOURCE
定義一個(gè)注解，通過打包后的結(jié)果觀察該注解的狀態(tài)
- 定義注解
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
public @interface System {
}- 定義測(cè)試類，并通過@System修飾
@System
public class SystemProvider {
}- 打包，借助maven-source-plugin同時(shí)將源碼打包
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-source-plugin</artifactId>
<version>3.2.1</version>
<executions>
<execution>
<id>attach-sources</id>
<goals>
<goal>jar</goal>
</goals>
</execution>
</executions>
</plugin>
</plugins>- 在源碼包中，可以看到該注解仍然存在，但是class文件中卻沒有
在基于Spring Boot開發(fā)項(xiàng)目時(shí)，我們一般通過 @ConfigurationProperties 配合 spring-boot-configuration-processor，可以實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目打包時(shí) 生成一個(gè)spring-configuration-metadata.json的配置描述文件，這樣在編寫application.yml配置時(shí)，就會(huì)得到配置提示，其實(shí)現(xiàn)方式就是基于 ConfigurationMetadataAnnotationProcessor，
結(jié)束語
注解本身沒有含義，主要作用是標(biāo)記目標(biāo)元素，后續(xù)拿到改標(biāo)識(shí)的元數(shù)據(jù)，進(jìn)行一系列的處理。注解的使用是非常廣泛的，各種框架中都使用頻繁，基于注解可以將很多抽象功能提取出來，通過簡(jiǎn)單 的標(biāo)識(shí)來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的功能。
