java注解是在JDK5时引入的新特性，鉴于目前大部分框架(如Spring)都使用了注解简化代码并提高编码的效率，因此掌握并深入理解注解对于一个Java工程师是来说是很有必要的事。
理解Java注解
实际上Java注解与普通修饰符(public、static、void等)的使用方式并没有多大区别，下面的例子是常见的注解：
public class AnnotationDemo {
//@Test注解修饰方法A
@Test
public static void A(){
System.out.println("Test.....");
}
//一个方法上可以拥有多个不同的注解
@Deprecated
@SuppressWarnings("uncheck")
public static void B(){
}
}
基本语法
声明注解与元注解
我们先来看看前面的Test注解是如何声明的：
//声明Test注解
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Test {
}
我们使用了@interface声明了Test注解，并使用@Target注解传入ElementType.METHOD参数来标明@Test只能用于方法上，@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)则用来表示该注解生存期是运行时，从代码上看注解的定义很像接口的定义，确实如此，毕竟在编译后也会生成Test.class文件,对于@Target和@Retention是由Java提供的元注解，所谓元注解就是标记其他注解的注解，下面分别介绍
- @Target 用来约束注解可以应用的地方（如方法、类或字段），其中ElementType是枚举类型，其定义如下，也代表可能的取值范围
public enum ElementType {
/**标明该注解可以用于类、接口（包括注解类型）或enum声明*/
TYPE,
/** 标明该注解可以用于字段(域)声明，包括enum实例 */
FIELD,
/** 标明该注解可以用于方法声明 */
METHOD,
/** 标明该注解可以用于参数声明 */
PARAMETER,
/** 标明注解可以用于构造函数声明 */
CONSTRUCTOR,
/** 标明注解可以用于局部变量声明 */
LOCAL_VARIABLE,
/** 标明注解可以用于注解声明(应用于另一个注解上)*/
ANNOTATION_TYPE,
/** 标明注解可以用于包声明 */
PACKAGE,
/**
* 标明注解可以用于类型参数声明（1.8新加入）
* @since 1.8
*/
TYPE_PARAMETER,
/**
* 类型使用声明（1.8新加入)
* @since 1.8
*/
TYPE_USE
}
请注意，当注解未指定Target值时，则此注解可以用于任何元素之上，多个值使用{}包含并用逗号隔开，如下：
@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
@Retention用来约束注解的生命周期，分别有三个值，源码级别（source），类文件级别（class）或者运行时级别（runtime），其含有如下：
-
SOURCE：注解将被编译器丢弃（该类型的注解信息只会保留在源码里，源码经过编译后，注解信息会被丢弃，不会保留在编译好的class文件里）
-
CLASS：注解在class文件中可用，但会被VM丢弃（该类型的注解信息会保留在源码里和class文件里，在执行的时候，不会加载到虚拟机中），请注意，当注解未定义Retention值时，默认值是CLASS，如Java内置注解，@Override、@Deprecated、@SuppressWarnning等
-
RUNTIME：注解信息将在运行期(JVM)也保留，因此可以通过反射机制读取注解的信息（源码、class文件和执行的时候都有注解的信息），如SpringMvc中的@Controller、@Autowired、@RequestMapping等。
注解元素及其数据类型
通过上述对@Test注解的定义，我们了解了注解定义的过程，由于@Test内部没有定义其他元素，所以@Test也称为标记注解（marker annotation）,但在自定义注解中，一般都会包含一些元素以表示某些值，方便处理器使用，这点在下面的例子将会看到：
/**
* Created by wuzejian on 2017/5/18.
* 对应数据表注解
*/
@Target(ElementType.TYPE)//只能应用于类上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//保存到运行时
public @interface DBTable {
String name() default "";
}
上述定义一个名为DBTable的注解，该用于主要用于数据库表与Bean类的映射（稍后会有完整案例分析），与前面Test注解不同的是，我们声明一个String类型的name元素，其默认值为空字符，但是必须注意到对应任何元素的声明应采用方法的声明方式，同时可选择使用default提供默认值，@DBTable使用方式如下：
//在类上使用该注解
@DBTable(name = "MEMBER")
public class Member {
//.......
}
关于注解支持的元素数据类型除了上述的String，还支持如下数据类型
- 所有基本类型（int,float,boolean,byte,double,char,long,short）
- String
- Class
- enum
- Annotation
- 上述类型的数组
倘若使用了其他数据类型，编译器将会丢出一个编译错误，注意，声明注解元素时可以使用基本类型但不允许使用任何包装类型，同时还应该注意到注解也可以作为元素的类型，也就是嵌套注解，下面的代码演示了上述类型的使用过程：
package com.zejian.annotationdemo;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
/**
* 数据类型使用Demo
*/
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Reference{
boolean next() default false;
}
public @interface AnnotationElementDemo {
//枚举类型
enum Status {FIXED,NORMAL};
//声明枚举
Status status() default Status.FIXED;
//布尔类型
boolean showSupport() default false;
//String类型
String name()default "";
//class类型
Class<?> testCase() default Void.class;
//注解嵌套
Reference reference() default @Reference(next=true);
//数组类型
long[] value();
}
编译器对默认值的限制
编译器对元素的默认值有些过分挑剔。首先，元素不能有不确定的值。也就是说，元素必须要么具有默认值，要么在使用注解时提供元素的值。其次，对于非基本类型的元素，无论是在源代码中声明，还是在注解接口中定义默认值，都不能以null作为值，这就是限制，没有什么理由可言，但造成一个元素的存在或缺失状态，因为每个注解的声明中，所有的元素都存在，并且都具有相应的值，为了绕开这个限制，只能定义一些特殊的值，例如空字符串或负数，表示某个元素不存在。
注解不支持继承
注解是不支持继承的，因此不能使用关键字extends来继承某个@interface，但注解在编译后，编译器会自动继承java.lang.annotation.Annotation接口，这里我们反编译前面定义的DBTable注解
package com.zejian.annotationdemo;
import java.lang.annotation.Annotation;
//反编译后的代码
public interface DBTable extends Annotation
{
public abstract String name();
}
idea的反编译器太智能了，直接方便出来和代码一样，没有显示继承
快捷方式
所谓的快捷方式就是注解中定义了名为value的元素，并且在使用该注解时，如果该元素是唯一需要赋值的一个元素，那么此时无需使用key=value的语法，而只需在括号内给出value元素所需的值即可。这可以应用于任何合法类型的元素，记住，这限制了元素名必须为value，简单案例如下
package com.zejian.annotationdemo;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
//定义注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface IntegerVaule{
int value() default 0;
String name() default "";
}
//使用注解
public class QuicklyWay {
//当只想给value赋值时,可以使用以下快捷方式
@IntegerVaule(20)
public int age;
//当name也需要赋值时必须采用key=value的方式赋值
@IntegerVaule(value = 10000,name = "MONEY")
public int money;
}
Java内置注解与其它元注解
接着看看Java提供的内置注解，主要有3个，如下：
- @Override：用于标明此方法覆盖了父类的方法，源码如下
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}
- @Deprecated：用于标明已经过时的方法或类，源码如下，关于@Documented稍后分析：
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
public @interface Deprecated {
}
- @SuppressWarnnings:用于有选择的关闭编译器对类、方法、成员变量、变量初始化的警告，其实现源码如下：
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {
String[] value();
}
其内部有一个String数组，主要接收值如下：
deprecation：使用了不赞成使用的类或方法时的警告；
unchecked：执行了未检查的转换时的警告，例如当使用集合时没有用泛型 (Generics) 来指定集合保存的类型;
fallthrough：当 Switch 程序块直接通往下一种情况而没有 Break 时的警告;
path：在类路径、源文件路径等中有不存在的路径时的警告;
serial：当在可序列化的类上缺少 serialVersionUID 定义时的警告;
finally：任何 finally 子句不能正常完成时的警告;
all：关于以上所有情况的警告。
这个三个注解比较简单，看个简单案例即可：
//注明该类已过时，不建议使用
@Deprecated
class A{
public void A(){ }
//注明该方法已过时，不建议使用
@Deprecated()
public void B(){ }
}
class B extends A{
@Override //标明覆盖父类A的A方法
public void A() {
super.A();
}
//去掉检测警告
@SuppressWarnings({"uncheck","deprecation"})
public void C(){ }
//去掉检测警告
@SuppressWarnings("uncheck")
public void D(){ }
}
前面我们分析了两种元注解，@Target和@Retention，除了这两种元注解，Java还提供了另外两种元注解，@Documented和@Inherited，下面分别介绍：
@Documented 被修饰的注解会生成到javadoc中
@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentA {
}
//没有使用@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentB {
}
//使用注解
@DocumentA
@DocumentB
public class DocumentDemo {
public void A(){
}
}
使用javadoc命令生成文档：
javadoc DocumentDemo.java DocumentA.java DocumentB.java
image.png
可以发现使用@Documented元注解定义的注解(@DocumentA)将会生成到javadoc中,而@DocumentB则没有在doc文档中出现，这就是元注解@Documented的作用。
- @Inherited 可以让注解被继承，但这并不是真的继承，只是通过使用@Inherited，可以让子类Class对象使用getAnnotations()获取父类被@Inherited修饰的注解，如下：
@Inherited
@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentA {
}
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentB {
}
@DocumentA
class A{ }
class B extends A{ }
@DocumentB
class C{ }
class D extends C{ }
//测试
public class DocumentDemo {
public static void main(String... args){
A instanceA=new B();
System.out.println("已使用的@Inherited注解:"+Arrays.toString(instanceA.getClass().getAnnotations()));
C instanceC = new D();
System.out.println("没有使用的@Inherited注解:"+Arrays.toString(instanceC.getClass().getAnnotations()));
}
/**
* 运行结果:
已使用的@Inherited注解:[@com.zejian.annotationdemo.DocumentA()]
没有使用的@Inherited注解:[]
*/
}
注解与反射机制
前面经过反编译后，我们知道Java所有注解都继承了Annotation接口，也就是说 Java使用Annotation接口代表注解元素，该接口是所有Annotation类型的父接口。同时为了运行时能准确获取到注解的相关信息，Java在java.lang.reflect 反射包下新增了AnnotatedElement接口，它主要用于表示目前正在 VM 中运行的程序中已使用注解的元素，通过该接口提供的方法可以利用反射技术地读取注解的信息，如反射包的Constructor类、Field类、Method类、Package类和Class类都实现了AnnotatedElement接口，它简要含义如下
下面是AnnotatedElement中相关的API方法，以上5个类都实现以下的方法
image.png简单案例演示如下：
package com.zejian.annotationdemo;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.util.Arrays;
@DocumentA
class A{ }
//继承了A类
@DocumentB
public class DocumentDemo extends A{
public static void main(String... args){
Class<?> clazz = DocumentDemo.class;
//根据指定注解类型获取该注解
DocumentA documentA=clazz.getAnnotation(DocumentA.class);
System.out.println("A:"+documentA);
//获取该元素上的所有注解，包含从父类继承
Annotation[] an= clazz.getAnnotations();
System.out.println("an:"+ Arrays.toString(an));
//获取该元素上的所有注解，但不包含继承！
Annotation[] an2=clazz.getDeclaredAnnotations();
System.out.println("an2:"+ Arrays.toString(an2));
//判断注解DocumentA是否在该元素上
boolean b=clazz.isAnnotationPresent(DocumentA.class);
System.out.println("b:"+b);
/**
* 执行结果:
A:@com.zejian.annotationdemo.DocumentA()
an:[@com.zejian.annotationdemo.DocumentA(), @com.zejian.annotationdemo.DocumentB()]
an2:@com.zejian.annotationdemo.DocumentB()
b:true
*/
}
}
运行时注解处理器
了解完注解与反射的相关API后，现在通过一个实例（该例子是博主改编自《Tinking in Java》）来演示利用运行时注解来组装数据库SQL的构建语句的过程
/**
* 表注解
*/
@Target(ElementType.TYPE)//只能应用于类上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//保存到运行时
public @interface DBTable {
String name() default "";
}
/**
* 注解Integer类型的字段
*/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface SQLInteger {
//该字段对应数据库表列名
String name() default "";
//嵌套注解
Constraints constraint() default @Constraints;
}
/**
* 注解String类型的字段
*/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface SQLString {
//对应数据库表的列名
String name() default "";
//列类型分配的长度，如varchar(30)的30
int value() default 0;
Constraints constraint() default @Constraints;
}
/**
* 约束注解
*/
@Target(ElementType.FIELD)//只能应用在字段上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Constraints {
//判断是否作为主键约束
boolean primaryKey() default false;
//判断是否允许为null
boolean allowNull() default false;
//判断是否唯一
boolean unique() default false;
}
/**
* Created by wuzejian on 2017/5/18.
* 数据库表Member对应实例类bean
*/
@DBTable(name = "MEMBER")
public class Member {
//主键ID
@SQLString(name = "ID",value = 50, constraint = @Constraints(primaryKey = true))
private String id;
@SQLString(name = "NAME" , value = 30)
private String name;
@SQLInteger(name = "AGE")
private int age;
@SQLString(name = "DESCRIPTION" ,value = 150 , constraint = @Constraints(allowNull = true))
private String description;//个人描述
//省略set get.....
}
上述定义4个注解，分别是@DBTable(用于类上)、@Constraints(用于字段上)、 @SQLInteger(用于字段上)、@SQLString(用于字段上)并在Member类中使用这些注解，这些注解的作用的是用于帮助注解处理器生成创建数据库表MEMBER的构建语句，在这里有点需要注意的是，我们使用了嵌套注解@Constraints，该注解主要用于判断字段是否为null或者字段是否唯一。必须清楚认识到上述提供的注解生命周期必须为@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)，即运行时，这样才可以使用反射机制获取其信息。有了上述注解和使用，剩余的就是编写上述的注解处理器了，前面我们聊了很多注解，其处理器要么是Java自身已提供、要么是框架已提供的，我们自己都没有涉及到注解处理器的编写，但上述定义处理SQL的注解，其处理器必须由我们自己编写了
package com.zejian.annotationdemo;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 运行时注解处理器，构造表创建语句
*/
public class TableCreator {
public static String createTableSql(String className) throws ClassNotFoundException {
Class<?> cl = Class.forName(className);
DBTable dbTable = cl.getAnnotation(DBTable.class);
//如果没有表注解，直接返回
if(dbTable == null) {
System.out.println(
"No DBTable annotations in class " + className);
return null;
}
String tableName = dbTable.name();
// If the name is empty, use the Class name:
if(tableName.length() < 1)
tableName = cl.getName().toUpperCase();
List<String> columnDefs = new ArrayList<String>();
//通过Class类API获取到所有成员字段
for(Field field : cl.getDeclaredFields()) {
String columnName = null;
//获取字段上的注解
Annotation[] anns = field.getDeclaredAnnotations();
if(anns.length < 1)
continue; // Not a db table column
//判断注解类型
if(anns[0] instanceof SQLInteger) {
SQLInteger sInt = (SQLInteger) anns[0];
//获取字段对应列名称，如果没有就是使用字段名称替代
if(sInt.name().length() < 1)
columnName = field.getName().toUpperCase();
else
columnName = sInt.name();
//构建语句
columnDefs.add(columnName + " INT" +
getConstraints(sInt.constraint()));
}
//判断String类型
if(anns[0] instanceof SQLString) {
SQLString sString = (SQLString) anns[0];
// Use field name if name not specified.
if(sString.name().length() < 1)
columnName = field.getName().toUpperCase();
else
columnName = sString.name();
columnDefs.add(columnName + " VARCHAR(" +
sString.value() + ")" +
getConstraints(sString.constraint()));
}
}
//数据库表构建语句
StringBuilder createCommand = new StringBuilder(
"CREATE TABLE " + tableName + "(");
for(String columnDef : columnDefs)
createCommand.append("\n " + columnDef + ",");
// Remove trailing comma
String tableCreate = createCommand.substring(
0, createCommand.length() - 1) + ");";
return tableCreate;
}
/**
* 判断该字段是否有其他约束
* @param con
* @return
*/
private static String getConstraints(Constraints con) {
String constraints = "";
if(!con.allowNull())
constraints += " NOT NULL";
if(con.primaryKey())
constraints += " PRIMARY KEY";
if(con.unique())
constraints += " UNIQUE";
return constraints;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
String[] arg={"com.zejian.annotationdemo.Member"};
for(String className : arg) {
System.out.println("Table Creation SQL for " +
className + " is :\n" + createTableSql(className));
}
/**
* 输出结果：
Table Creation SQL for com.zejian.annotationdemo.Member is :
CREATE TABLE MEMBER(
ID VARCHAR(50) NOT NULL PRIMARY KEY,
NAME VARCHAR(30) NOT NULL,
AGE INT NOT NULL,
DESCRIPTION VARCHAR(150)
);
*/
}
}
如果对反射比较熟悉的同学，上述代码就相对简单了，我们通过传递Member的全路径后通过Class.forName()方法获取到Member的class对象，然后利用Class对象中的方法获取所有成员字段Field，最后利用field.getDeclaredAnnotations()遍历每个Field上的注解再通过注解的类型判断来构建建表的SQL语句。这便是利用注解结合反射来构建SQL语句的简单的处理器模型。
Java 8中注解增强
元注解@Repeatable
元注解@Repeatable是JDK1.8新加入的，它表示在同一个位置重复相同的注解。在没有该注解前，一般是无法在同一个类型上使用相同的注解的
//Java8前无法这样使用
@FilterPath("/web/update")
@FilterPath("/web/add")
public class A {}
Java8前如果是想实现类似的功能，我们需要在定义@FilterPath注解时定义一个数组元素接收多个值如下
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface FilterPath {
String [] value();
}
//使用
@FilterPath({"/update","/add"})
public class A { }
但在Java8新增了@Repeatable注解后就可以采用如下的方式定义并使用了
package com.zejian.annotationdemo;
import java.lang.annotation.*;
//使用Java8新增@Repeatable原注解
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.FIELD,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Repeatable(FilterPaths.class)//参数指明接收的注解class
public @interface FilterPath {
String value();
}
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FilterPaths {
FilterPath[] value();
}
//使用案例
@FilterPath("/web/update")
@FilterPath("/web/add")
@FilterPath("/web/delete")
class AA{ }
自己动手实现@Autowired注解
一、首先，写一个自己的注解。
//@Target元注解表示允许这个注解可以使用的范围，这里我们只完成域的作用范围。
//@Retention元注解在这里表示该注解保留到运行时期。
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAutowired {
}
二、随意创建一个类AMybean
//类中随意写了一个方法
public class AMybean {
public int adds(int a,int b){
return a+b;
}
}
三、创建一个类，在类中使用自定义注解注入AMybean
public class BMybean {
@MyAutowired//使用自定义注解
public AMybean a;//注意这里并没有给a赋值
public void la(){//使用a的方法
System.out.print(a.adds(1,2));
}
}
四、重点：通过注解获取该域的实例对象然后赋值给<三>中定义的a
public class MyReflect {
//传入对象
public static boolean setObjByFieldAnno(Object o){
//获取Class
Class c=o.getClass();
/*获得域*/
Field []fields=c.getDeclaredFields();
//返回值用于判断是否完成这个方法
boolean b=false;
//遍历域
for (Field f:fields) {
//获取域中的注解，遍历注解
Annotation []anns=f.getAnnotations();
for (Annotation ann:anns) {
//这里使用instanceof关键字，判断注解中是否包含MyAutowired
if (ann instanceof MyAutowired){
System.out.println(f.getName()+"--这个域使用了我的注解");
//f.getGenericType()：获取该域的类型
System.out.println(f.getGenericType().toString()+"--这个域的类型");
//转成Class
Class c2= (Class) f.getGenericType();
try {//创建实例
Object o2= c2.newInstance();
//这个方法是将实例注入到这个域中，详细使用请查阅JAVA API
f.set(o,o2);
System.out.println("成功注入");
//成功则返回true
b=true;
return b;
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
return b;
}
五、测试是否成功注入
public class testdemo {
public static void main(String[] args){
BMybean bMybean=new BMybean();
//手动注入
boolean b=MyReflect.setObjByFieldAnno(bMybean);
if (b){
bMybean.la();
}else{
System.out.println("getObjByFieldAnno 不正确");
}
}
}
/*
打印结果：
myAutowired.BMybean
a--这个域使用了我的注解
class myAutowired.AMybean--这个域的类型
成功注入
3
*/