热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 运维 > 正文

全面剖析java中的注解(Annotation)

一个词就可以描述注解,那就是元数据,即一种描述数据的数据。所以,可以说注解就是源代码的元数据。文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

1.什么是注解

用一个词就可以描述注解,那就是元数据,即一种描述数据的数据。所以,可以说注解就是源代码的元数据。比如,下面这段代码:

@Override
public String toString() {
 return "This is String Representation of current object.";
}

上面的代码中,我重写了toString()方法并使用了@Override注解。但是,即使我不使用@Override注解标记代码,程序也能够正常执行。那么,该注解表示什么?这么写有什么好处吗?事实上,@Override告诉编译器这个方法是一个重写方法(描述方法的元数据),如果父类中不存在该方法,编译器便会报错,提示该方法没有重写父类中的方法。如果我不小心拼写错误,例如将toString()写成了toStrring(){double r},而且我也没有使用@Override注解,那程序依然能编译运行。但运行结果会和我期望的大不相同。现在我们了解了什么是注解,并且使用注解有助于阅读程序。

Annotation是一种应用于类、方法、参数、变量、构造器及包声明中的特殊修饰符。它是一种由JSR-175标准选择用来描述元数据的一种工具。

2.为什么要使用注解

使用Annotation之前(甚至在使用之后),XML被广泛的应用于描述元数据。不知何时开始一些应用开发人员和架构师发现XML的维护越来越糟糕了。他们希望使用一些和代码紧耦合的东西,而不是像XML那样和代码是松耦合的(在某些情况下甚至是完全分离的)代码描述。

假如你想为应用设置很多的常量或参数,这种情况下,XML是一个很好的选择,因为它不会同特定的代码相连。如果你想把某个方法声明为服务,那么使用Annotation会更好一些,因为这种情况下需要注解和方法紧密耦合起来,开发人员也必须认识到这点。

另一个很重要的因素是Annotation定义了一种标准的描述元数据的方式。在这之前,开发人员通常使用他们自己的方式定义元数据。例如,使用标记interfaces,注释,transient关键字等等。每个程序员按照自己的方式定义元数据,而不像Annotation这种标准的方式。

3.基本语法

编写Annotation非常简单,可以将Annotation的定义同接口的定义进行比较。我们来看两个例子:一个是标准的注解@Override,另一个是用户自定义注解@Todo。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

对于@Override注释你可能有些疑问,它什么都没做,那它是如何检查在父类中有一个同名的函数呢。当然,不要惊讶,我是逗你玩的。@Override注解的定义不仅仅只有这么一点代码。这部分内容很重要,我不得不再次重复:Annotations仅仅是元数据,和业务逻辑无关。理解起来有点困难,但就是这样。如果Annotations不包含业务逻辑,那么必须有人来实现这些逻辑。元数据的用户来做这个事情。Annotations仅仅提供它定义的属性(类/方法/包/域)的信息。Annotations的用户(同样是一些代码)来读取这些信息并实现必要的逻辑。

当我们使用Java的标注Annotations(例如@Override)时,JVM就是一个用户,它在字节码层面工作。到这里,应用开发人员还不能控制也不能使用自定义的注解。因此,我们讲解一下如何编写自定义的Annotations。

我们来逐个讲述编写自定义Annotations的要点。上面的例子中,你看到一些注解应用在注解上。

3.1 四种基本元注解

J2SE5.0版本在 java.lang.annotation提供了四种元注解,专门注解其他的注解:
@Documented –注解是否将包含在JavaDoc中
@Retention –什么时候使用该注解
@Target? –注解用于什么地方
@Inherited – 是否允许子类继承该注解

@Documented–一个简单的Annotations标记注解,表示是否将注解信息添加在java文档中。

@Retention– 定义该注解的生命周期。
RetentionPolicy.SOURCE – 在编译阶段丢弃。这些注解在编译结束之后就不再有任何意义,所以它们不会写入字节码。@Override, @SuppressWarnings都属于这类注解。
RetentionPolicy.CLASS – 在类加载的时候丢弃。在字节码文件的处理中有用。注解默认使用这种方式。
RetentionPolicy.RUNTIME– 始终不会丢弃,运行期也保留该注解,因此可以使用反射机制读取该注解的信息。我们自定义的注解通常使用这种方式。

@Target – 表示该注解用于什么地方。如果不明确指出,该注解可以放在任何地方。以下是一些可用的参数。需要说明的是:属性的注解是兼容的,如果你想给7个属性都添加注解,仅仅排除一个属性,那么你需要在定义target包含所有的属性。
ElementType.TYPE:用于描述类、接口或enum声明
ElementType.FIELD:用于描述实例变量
ElementType.METHOD
ElementType.PARAMETER
ElementType.CONSTRUCTOR
ElementType.LOCAL_VARIABLE
ElementType.ANNOTATION_TYPE 另一个注释
ElementType.PACKAGE 用于记录java文件的package信息

@Inherited – 定义该注释和子类的关系

那么,注解的内部到底是如何定义的呢?Annotations只支持基本类型、String及枚举类型。注释中所有的属性被定义成方法,并允许提供默认值。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Todo {
 public enum Priority {LOW, MEDIUM, HIGH}
 public enum Status {STARTED, NOT_STARTED}
 String author() default "Yash";
 Priority priority() default Priority.LOW;
 Status status() default Status.NOT_STARTED;
}

下面的例子演示了如何使用上面的注解。

@Todo(priority = Todo.Priority.MEDIUM, author = "Yashwant", status = Todo.Status.STARTED)
public void incompleteMethod1() {
//Some business logic is written
//But it's not complete yet
}

如果注解中只有一个属性,可以直接命名为“value”,使用时无需再标明属性名。

@interface Author{
String value();
}
@Author("Yashwant")
public void someMethod() {
}

3.2 重复注解

在Java8以前,同一个程序元素前只能使用一个相同类型的Annotation;如果需要在同一个元素前使用多个类型相同的Annotation,则必须使用Annotation“容器”。
下面先介绍这种“容器”,
首先定义个MyTag注解:

//指定注解保留到运行时
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//指定注解可以修饰类、接口、枚举
@Target(ElementType.TYPE)
@interface MyTag
{
 String name() default "测试";
 int age() default 20;
}

然后再定义MyTag注解的容器注解:

//指定注解保留到运行时
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//指定注解可以修饰类、接口、枚举
@Target(ElementType.TYPE)
@interface MyTags
{
 MyTag[] value();
}

然后就可以按照如下的方式来使用注解了

@MyTags({
 @MyTag(name="测试1",age=21),
 @MyTag(name="测试2",age=22)
})
public class Test {
 public static void main(String[] args)
 {
 //通过反射解析注解
 Class testClass= Test.class;
 //获得MyTags注解
 MyTags myTagsAnnotation= (MyTags) testClass.getAnnotation(MyTags.class);
 //获得添加到里面的MyTag注解
 MyTag[] myTags=myTagsAnnotation.value();
 for(MyTag myTag : myTags)
 {
 System.out.println(String.format("name:%1$s,age:%2$d",myTag.name(),myTag.age()));
 }
 }
}

打印:
name:测试1,age:21
name:测试2,age:22

java8为上面这种繁琐的语法提供了糖语法,在java8中新增加了@Repeatable元注解,只需要在MyTag注解上添加上元注解@Repeatable(MyTags.class)。
观察可以发现,@Repeatable依然需要依赖容器注解,所以依然可以按照如下的方式来使用:

@MyTags({
 @MyTag(name="测试1",age=21),
 @MyTag(name="测试2",age=22)
})

又因为MyTag是重复注解,所以还可以像如下这样使用:

@MyTag(name="测试1",age=21)
@MyTag(name="测试2",age=22)

这里需要注意,重复注解只是一种简便写法,多个重复注解其实会被作为“容器”注解的value成员变量的数组元素。例如上面重复的MyTag注解会被作为@MyTags注解的value成员变量的数组元素处理。

4.使用注解

现在我们已经知道了可以通过使用@Retention注解来指定注解的生存周期,注解的生存周期有三种,分别为:RetentionPolicy.SOURCE,RetentionPolicy.CLASS,RetentionPolicy.RUNTIME,这三个值分别表示注解的生存周期为源代码,字节码,运行时中。

接下来介绍注解在不同阶段中的处理:

4.1 运行时处理的注解

其实在上面的案例中,已经展示了如何使用反射获取注解的数据。如果要在程序运行时处理注解,那么必须将注解的声明周期声明为: @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 。
由于注解本身是不包含任何业务逻辑的,在运行时中,我们就可以通过反射来实现具体的逻辑,
先定义一个Debug注解:

//指定注解保留到运行时
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//指定该注解只能用于方法
@Target(ElementType.METHOD)
@interface Debug
{
 boolean value() default false;
}

接下来将该注解和具体的业务逻辑关联起来:

public class DebugTest {
 public static void main(String[] args) {
 Class debugTestClass = DebugTest.class;
 //获得所有的方法
 Method[] methods = debugTestClass.getMethods();
 for (Method method : methods) {
 method.setAccessible(true);//禁用安全机制
 if (method.isAnnotationPresent(Debug.class)) {//检查是否使用了Debug注解
 Debug debug = method.getAnnotation(Debug.class);//获得注解实例
 String name = method.getName();//获得方法名称
 if (debug.value()) {
  System.out.println("method:" + name + " should debug");
 } else {
  System.out.println("method:" + name + " should't debug");
 }
 }
 }
 }
 @Debug(false)
 public void testMethod1() {
 }
 @Debug(true)
 public void testMethod2() {
 }
 @Debug(true)
 public void testMethod3() {
 }
 @Debug(false)
 public void testMethod4() {
 }
 @Debug(true)
 public void testMethod5() {
 }
}

4.2 编译时处理的注解

若是编译时需要处理的注解,那么可以把注解的声明周期声明为: @Retention(RetentionPolicy.SOURCE) 。

在这里需要先介绍一下APT,API(Annotation Processing Tool)是一种注解处理工具,他对源代码进行检测,并找出源代码所包含的Annotation信息,然后针对Annotation信息进行额外的处理。使用APT工具处理Annotation时可以根据源文件中的Annotation生成额外的源文件和其他的文件(文件的具体内容由Annotation处理器的编写者决定),APT还会将编译生成的源代码文件和原来的源文件一起生成Class文件。

使用APT的主要目的是为了简化开发者的工作量,因为APT可以在编译程序源代码的同时生成一些附属文件(比如源文件、类文件、程序发布描述文件等),这些附属文件的内容也都与源代码相关。换句话说,使用APT可以代替传统的对代码信息和附属文件的维护工具。

Java提供的javac.exe工具有一个-processor选项,该选项可指定一个Annotation处理器,如果在编译java源文件时指定了该Annotation处理器,那么这个Annotation处理器将会在编译时提取并处理Java源文件中的Annotaion.
每一个Annoataion处理器都需要实现javax.annotataion.processor包下的Processor接口,不过实现该接口必须实现该接口下的所有的方法,因此通常会采用继承AbstractProcessor的方式来实现Annotation的处理器。一个Annotation处理器可以处理一个或多个Annotaion注解。

在Hibernate中,如果使用非注解的方式,那么每写一个Java Bean类文件,还必须额外地维护一个Hibernate映射文件(名为*.hbm.xml的文件),下面将使用APT来简化这步操作。

为了示范使用APT根据源文件中的注解来生成额外的文件,下面定义3种注解。
标识持久化类的@Persistent 注解:

//指定该注解可以修饰类,接口,枚举
@Target(ElementType.TYPE)
//指定该注解保留到编译时
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
//指定该注解可以被显示在文档中(通过javadoc生成文档,便可以在被该注解修饰的元素上看到该注解信息)
@Documented
public @interface Persistent {
 String table();
}

标识属性的@Id 注解:

//指定该注解只能修饰字段
@Target(ElementType.FIELD)
//指定该注解保留到编译时
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
//指定该注解可以被显示在文档中(通过javadoc生成文档,便可以在被该注解修饰的元素上看到该注解信息)
@Documented
public @interface Id {
 String column();
 String type();
 String generator();
}

标识属性的@Property 注解

//指定该注解只能修饰字段
@Target(ElementType.FIELD)
//指定该注解保留到编译时
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
//指定该注解可以被显示在文档中(通过javadoc生成文档,便可以在被该注解修饰的元素上看到该注解信息)
@Documented
public @interface Property {
 String column();
 String type();
}

在有了三个Annotation后,我们定义一个简单的Java Bean类Person.java.

@Persistent(table="personInfo")
public class Person {
 @Id(column="person_id",type="integer",generator="identity")
 private int id;
 @Property(column="person_name",type="string")
 private String name;
 @Property(column="person_age",type="integer")
 private int age;
 
 public Person(){}
 
 public Person(int id,String name,int age)
 {
 this.id=id;
 this.name=name;
 this.age=age;
 }
 //所有属性的setter和getter.....
}

接下来写一个API工具,该API工具是根据java类中的注解来生成一个Hibernate 映射文件。

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.util.Set;

import javax.annotation.processing.AbstractProcessor;
import javax.annotation.processing.RoundEnvironment;
import javax.annotation.processing.SupportedAnnotationTypes;
import javax.annotation.processing.SupportedSourceVersion;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.Element;
import javax.lang.model.element.ElementKind;
import javax.lang.model.element.Name;
import javax.lang.model.element.TypeElement;

//指定该注解支持java平台的最新版本为6.0
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_6)
//指定可以处理Persistent,id,Property注解
@SupportedAnnotationTypes({"Persistent","Id","Property"})
public class HibernateAnnotationProcessor extends AbstractProcessor{
 @Override
 public boolean process(Set<&#63; extends TypeElement> annotations,
 RoundEnvironment roundEnv) {
 //定义文件输出流,用于生成额外的文件
 PrintStream ps=null;
 try{
 for(Element t:roundEnv.getElementsAnnotatedWith(Persistent.class)){
 //获取正在处理的类名称
 Name className=t.getSimpleName();
 //获得类定义前的@Persistent Annotation
 Persistent per= t.getAnnotation(Persistent.class);
 //创建文件输出流
 ps=new PrintStream(new FileOutputStream(new File(className+".hbm.xml")));
 //执行输出
 ps.println("<&#63;xml version=\"1.0\"&#63;>");
 ps.println("");
 ps.println("");
 ps.println("");
 for(Element f:t.getEnclosedElements())
 {
  //只处理成员变量上的Annotation
  if(f.getKind()==ElementKind.FIELD)
  {
  //获取成员变量定义前的@Id Annotation
  Id id=f.getAnnotation(Id.class);
  //但@id注解存在时,输出元素
  if(id!=null)
  {
  ps.println("");
  ps.println("");
  ps.println("");
  continue;
  }
  //获取成员变量前的@Property Annotation
  Property p=f.getAnnotation(Property.class);
  if(p!=null)
  {
  ps.println("");
  continue;
  }
  }
 }
 ps.println("");
 ps.println("");
 }
 }catch(Exception e)
 {
 e.printStackTrace();
 }finally{
 if(ps!=null)
 ps.close();
 }
 return true;
 }
}

在编译完HibernateAnnotationProcessor.java后执行如下的命令:

javac -processor HibernateAnnotationProcessor Person.java

就可以看到在该路径下多了一个Person.cfg.xml文件

<&#63;xml version="1.0"&#63;>










推荐阅读
  • 探讨如何真正掌握Java EE,包括所需技能、工具和实践经验。资深软件教学总监李刚分享了对毕业生简历中常见问题的看法,并提供了详尽的标准。 ... [详细]
  • 网易严选Java开发面试:MySQL索引深度解析
    本文详细记录了网易严选Java开发岗位的面试经验,特别针对MySQL索引相关的技术问题进行了深入探讨。通过本文,读者可以了解面试官常问的索引问题及其背后的原理。 ... [详细]
  • 本文介绍了多个关于JavaScript的书籍资源、实用工具和编程实例,涵盖从入门到进阶的各个阶段,帮助读者全面提升JavaScript编程能力。 ... [详细]
  • 本文探讨了如何在日常工作中通过优化效率和深入研究核心技术,将技术和知识转化为实际收益。文章结合个人经验,分享了提高工作效率、掌握高价值技能以及选择合适工作环境的方法,帮助读者更好地实现技术变现。 ... [详细]
  • Python 异步编程:深入理解 asyncio 库(上)
    本文介绍了 Python 3.4 版本引入的标准库 asyncio,该库为异步 IO 提供了强大的支持。我们将探讨为什么需要 asyncio,以及它如何简化并发编程的复杂性,并详细介绍其核心概念和使用方法。 ... [详细]
  • 本文详细分析了JSP(JavaServer Pages)技术的主要优点和缺点,帮助开发者更好地理解其适用场景及潜在挑战。JSP作为一种服务器端技术,广泛应用于Web开发中。 ... [详细]
  • 优化ListView性能
    本文深入探讨了如何通过多种技术手段优化ListView的性能,包括视图复用、ViewHolder模式、分批加载数据、图片优化及内存管理等。这些方法能够显著提升应用的响应速度和用户体验。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了如何在Linux系统上安装和配置Smokeping,以实现对网络链路质量的实时监控。通过详细的步骤和必要的依赖包安装,确保用户能够顺利完成部署并优化其网络性能监控。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了如何使用Spring Boot进行高效开发,涵盖了配置、实例化容器以及核心注解的使用方法。 ... [详细]
  • 2023年京东Android面试真题解析与经验分享
    本文由一位拥有6年Android开发经验的工程师撰写,详细解析了京东面试中常见的技术问题。涵盖引用传递、Handler机制、ListView优化、多线程控制及ANR处理等核心知识点。 ... [详细]
  • MySQL 数据库迁移指南:从本地到远程及磁盘间迁移
    本文详细介绍了如何在不同场景下进行 MySQL 数据库的迁移,包括从一个硬盘迁移到另一个硬盘、从一台计算机迁移到另一台计算机,以及解决迁移过程中可能遇到的问题。 ... [详细]
  • 深入理解Java泛型:JDK 5的新特性
    本文详细介绍了Java泛型的概念及其在JDK 5中的应用,通过具体代码示例解释了泛型的引入、作用和优势。同时,探讨了泛型类、泛型方法和泛型接口的实现,并深入讲解了通配符的使用。 ... [详细]
  • 并发编程:深入理解设计原理与优化
    本文探讨了并发编程中的关键设计原则,特别是Java内存模型(JMM)的happens-before规则及其对多线程编程的影响。文章详细介绍了DCL双重检查锁定模式的问题及解决方案,并总结了不同处理器和内存模型之间的关系,旨在为程序员提供更深入的理解和最佳实践。 ... [详细]
  • Startup 类配置服务和应用的请求管道。Startup类ASP.NETCore应用使用 Startup 类,按照约定命名为 Startup。 Startup 类:可选择性地包括 ... [详细]
  • 分享一个简化版的Silverlight链接图项目:Link Map Simplified
    本文介绍了一个使用Silverlight开发的可视化工具,主要用于展示和操作复杂的实体关系图(Graph)。该工具在犯罪调查系统中得到了广泛应用,帮助用户直观地获取和理解相关信息。 ... [详细]
author-avatar
Three-Kobe
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有