Java 元注解入门介绍

2019-10-10 本文已影响0人乘风破浪的姐姐

注解(Annotation)相当于一种标记，在程序中加入注解就等于为程序打上某种标记，没有加，则等于没有任何标记，以后，javac编译器、开发工具和其他程序可以通过反射来了解你的类及各种元素上有无何种标记，看你的程序有什么标记，就去干相应的事，标记可以加在包、类，属性、方法，方法的参数以及局部变量上。

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元注解

元注解是什么意思呢？

元注解是可以注解到注解上的注解，或者说元注解是一种基本注解，但是它能够应用到其它的注解上面。

如果难于理解的话，你可以这样理解。元注解也是一张标签，但是它是一张特殊的标签，它的作用和目的就是给其他普通的标签进行解释说明的。

元标签有 @Retention、@Documented、@Target、@Inherited、@Repeatable 5 种。

@Retention元注解

@Retention定义了该Annotation被保留的时间长短：某些Annotation仅出现在源代码中，而被编译器丢弃；而另一些却被编译在class文件中；编译在class文件中的Annotation可能会被虚拟机忽略，而另一些在class被装载时将被读取。

当 @Retention 应用到一个注解上的时候，表示需要在什么级别保存该注释信息，用于描述注解的生命周期（即：被描述的注解在什么范围内有效）

它的取值如下：

RetentionPolicy.SOURCE 注解在源文件中有效,即只在源码阶段保留，在编译器进行编译时它将被丢弃忽视。
RetentionPolicy.CLASS 注解只被保留到编译进行的时候，它并不会被加载到 JVM 中。
RetentionPolicy.RUNTIME 注解在运行时有效，它会被加载进入到 JVM 中，所以在程序运行时可以获取到它们。

范围大小顺序为:Java源文件(.java文件)---->.class文件---->内存中的字节码

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AnnotationDemo {
}

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@Target元注解

@Target说明了Annotation所修饰的对象范围：Annotation可被用于 packages、types（类、接口、枚举、Annotation类型）、类型成员（方法、构造方法、成员变量、枚举值）、方法参数和本地变量（如循环变量、catch参数）。在Annotation类型的声明中使用了target可更加明晰其修饰的目标。

就像一张标签，原本标签是你想张贴到哪个地方就到哪个地方，但是因为 @Target 的存在，它张贴的地方就非常具体了，比如只能张贴到方法上、类上、方法参数上等等。

@Target 有以下取值

ElementType.ANNOTATION_TYPE 可以给一个注解进行注解
ElementType.CONSTRUCTOR 可以给构造方法进行注解
ElementType.FIELD 可以给属性进行注解
ElementType.LOCAL_VARIABLE 可以给局部变量进行注解
ElementType.METHOD 可以给方法进行注解
ElementType.PACKAGE 可以给一个包进行注解
ElementType.PARAMETER 可以给一个方法内的参数进行注解
ElementType.TYPE 可以给一个类型进行注解，比如类、接口、枚举

注解Table 可以用于注解类、接口(包括注解类型) 或enum声明,而注解NoDBColumn仅可用于注解类的成员变量

@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Table {
    /**
     * 数据表名称注解，默认值为类名称
     * @return
     */
    public String tableName() default "className";
}

@Target(ElementType.FIELD)
public @interface NoDBColumn {

}

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@Inherited元注解

@Inherited 元注解是一个标记注解，@Inherited阐述了某个被标注的类型是被继承的。如果一个超类被 @Inherited 注解过的注解进行注解的话，那么如果它的子类没有被任何注解应用的话，那么这个子类就继承了超类的注解。

注意：@Inherited annotation类型是被标注过的class的子类所继承。类并不从它所实现的接口继承annotation，方法并不从它所重载的方法继承annotation。

@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Test {}

@Test
public class A {}

public class B extends A {}

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注解 Test 被 @Inherited 修饰，之后类 A 被 Test 注解，类 B 继承 A,类 B 也拥有 Test 这个注解

@Documented元注解

顾名思义，这个元注解肯定是和文档有关。它的作用是能够将注解中的元素包含到 Javadoc 中去。

@Repeatable元注解

@Repeatable可重复

举个例子，一个人他既是程序员又是产品经理,同时他还是个画家

//value 的属性，属性类型是一个被 @Repeatable 注解过的注解数组，注意它是数组
@interface Persons {
    Person[]  value();
}

//@Repeatable 注解了 Person。而 @Repeatable 后面括号中的类相当于一个容器注解
@Repeatable(Persons.class)
@interface Person{
    String role default "";
}

@Person(role="artist")
@Person(role="coder")
@Person(role="PM")
public class SuperMan{

}

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注解的属性

注解的属性也叫做成员变量。注解只有成员变量，没有方法。注解的成员变量在注解的定义中以“无形参的方法”形式来声明，其方法名定义了该成员变量的名字，其返回值定义了该成员变量的类型。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {

    int id();

    String msg();

}

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上面代码定义了 TestAnnotation 这个注解中拥有 id 和 msg 两个属性。在使用的时候，我们应该给它们进行赋值。

赋值的方式是在注解的括号内以 value=”” 形式，多个属性之前用，隔开。

@TestAnnotation(id=3,msg="hello annotation")
public class Test {

}

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在注解中定义属性时它的类型必须是 8 种基本数据类型外加类、接口、注解及它们的数组。

注解中属性可以有默认值，默认值需要用 default 关键值指定。比如：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {

    public int id() default -1;

    public String msg() default "Hi";

}

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TestAnnotation 中 id 属性默认值为 -1，msg 属性默认值为 Hi。
它可以这样应用。

@TestAnnotation()
public class Test {}

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因为有默认值，所以无需要再在 @TestAnnotation 后面的括号里面进行赋值了，这一步可以省略。

另外，还有一种情况。如果一个注解内仅仅只有一个名字为 value 的属性时，应用这个注解时可以直接接属性值填写到括号内

public @interface Check {
    String value();
}

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上面代码中，Check 这个注解只有 value 这个属性。所以可以这样应用。

@Check("hi")
int a;
//或者
@Check(value="hi")
int a;

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最后，还需要注意的一种情况是一个注解没有任何属性。比如

public @interface Perform {}

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那么在应用这个注解的时候，括号都可以省略

@Perform
public void testMethod(){}

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注解的提取

通过用标签来比作注解，前面的内容是讲怎么写注解，然后贴到哪个地方去，而现在我们要做的工作就是检阅这些标签内容。形象的比喻就是你把这些注解标签在合适的时候撕下来，然后检阅上面的内容信息。

要想正确检阅注解，离不开一个手段，那就是反射。

注解与反射

注解通过反射获取。首先可以通过 Class 对象的 isAnnotationPresent() 方法判断它是否应用了某个注解

public boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) {}

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然后通过 getAnnotation() 方法来获取 Annotation 对象。

 public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass) {}

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或者是 getAnnotations() 方法。


public Annotation[] getAnnotations() {}

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前一种方法返回指定类型的注解，后一种方法返回注解到这个元素上的所有注解。

如果获取到的 Annotation 如果不为 null，则就可以调用它们的属性方法了。比如

@TestAnnotation()
public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        boolean hasAnnotation = Test.class.isAnnotationPresent(TestAnnotation.class);

        if ( hasAnnotation ) {
            TestAnnotation testAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);

            System.out.println("id:"+testAnnotation.id());
            System.out.println("msg:"+testAnnotation.msg());
        }

    }

}

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程序的运行结果是：

id:-1
msg:

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这个正是 TestAnnotation 中 id 和 msg 的默认值。

如果一个注解要在运行时被成功提取，那么 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 是必须的。

实例演示

写一个测试框架，测试程序员的代码有无明显的异常。

—— 程序员 A : 我写了一个类，它的名字叫做 NoBug，因为它所有的方法都没有错误。
—— 我：自信是好事，不过为了防止意外，让我测试一下如何？
—— 程序员 A: 怎么测试？
—— 我：把你写的代码的方法都加上 @Jiecha 这个注解就好了。
—— 程序员 A: 好的。

NoBug.java

package ceshi;
import ceshi.Jiecha;

public class NoBug {

    @Jiecha
    public void suanShu(){
        System.out.println("1234567890");
    }
    @Jiecha
    public void jiafa(){
        System.out.println("1+1="+1+1);
    }
    @Jiecha
    public void jiefa(){
        System.out.println("1-1="+(1-1));
    }
    @Jiecha
    public void chengfa(){
        System.out.println("3 x 5="+ 3*5);
    }
    @Jiecha
    public void chufa(){
        System.out.println("6 / 0="+ 6 / 0);
    }

    public void ziwojieshao(){
        System.out.println("我写的程序没有 bug!");
    }

}

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上面的代码，有些方法上面运用了 @Jiecha 注解。

package ceshi;

import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Jiecha {

}

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再编写一个测试类 TestTool 就可以测试 NoBug 相应的方法了

package ceshi;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestTool {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        NoBug testobj = new NoBug();

        Class clazz = testobj.getClass();

        Method[] method = clazz.getDeclaredMethods();
        //用来记录测试产生的 log 信息
        StringBuilder log = new StringBuilder();
        // 记录异常的次数
        int errornum = 0;

        for ( Method m: method ) {
            // 只有被 @Jiecha 标注过的方法才进行测试
            if ( m.isAnnotationPresent( Jiecha.class )) {
                try {
                    m.setAccessible(true);
                    m.invoke(testobj, null);

                } catch (Exception e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    //e.printStackTrace();
                    errornum++;
                    log.append(m.getName());
                    log.append(" ");
                    log.append("has error:");
                    log.append("\n\r  caused by ");
                    //记录测试过程中，发生的异常的名称
                    log.append(e.getCause().getClass().getSimpleName());
                    log.append("\n\r");
                    //记录测试过程中，发生的异常的具体信息
                    log.append(e.getCause().getMessage());
                    log.append("\n\r");
                } 
            }
        }

        log.append(clazz.getSimpleName());
        log.append(" has  ");
        log.append(errornum);
        log.append(" error.");

        // 生成测试报告
        System.out.println(log.toString());

    }

}

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测试的结果是：

1234567890
1+1=11
1-1=0
3 x 5=15
chufa has error:

  caused by ArithmeticException

/ by zero

NoBug has  1 error.

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提示 NoBug 类中的 chufa() 这个方法有异常，这个异常名称叫做 ArithmeticException，原因是运算过程中进行了除 0 的操作。

所以，NoBug 这个类有 Bug。

通过上述注解完成了自己的目的，即对别人的代码进行测试。

总结

如果注解难于理解，你就把它类同于标签，标签为了解释事物，注解为了解释代码。
注解的基本语法，创建如同接口，但是多了个 @ 符号。
注解的元注解。
注解的属性。
注解主要给编译器及工具类型的软件用的。
注解的提取需要借助于 Java 的反射技术，反射比较慢，所以注解使用时也需要谨慎计较时间成本。

Java 元注解入门介绍

元注解

@Retention元注解

@Target元注解

@Inherited元注解

@Documented元注解

@Repeatable元注解

注解的属性

注解的提取

注解与反射

总结

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