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Java基础-注解Annotation

Java基础-注解Annotation

作者: CoderShang | 来源:发表于2019-08-15 16:40 被阅读0次

什么?还不会使用注解Annotation?!基础差的同学赶紧补习吧!😅

  • 1.作用
  • 2.定义注解
  • 3.处理注解
  • 4.使用

1.注解的作用

注解(Annotation)是放在Java源码的类、方法、字段、参数前的一种特殊“注释”,并且可以被编译器打包进.class文件,因此,它是一种用作标注的“元数据”:

// this is a component:
@Resource("hello")
public class Hello {
    @Inject
    int n;

    @PostConstruct
    public void hello(@Param String name) { System.out.println(name); }

    @Override
    public String toString() {  return "Hello";  }  
}

注解分为三类:

  • 第一类 由编译器使用:
    @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。
  • 第二类 由工具处理.class文件使用的注解:
    比如对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,一般我们不必自己处理
  • 第三类:程序运行期能读取的注解:
    如上面代码中,配置了@PostConstruct的方法,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)。
    在加载后一直存在于JVM中,是最常用的注解。

注解可以有参数,必须是常量(具体的值),包括:

  • 所有基本类型;
  • String;
  • 枚举类型;
  • 基本类型、String以及枚举的数组。

注解的参数可以有默认值,缺少某个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:

public class Hello {
    @Check(min=0, max=100, value=55)
    public int n;

    @Check(value=99)
    public int p;

    @Check(99) // @Check(value=99)
    public int x;

    @Check  // 表示所有参数都使用默认值!
    public int y;
}

2.定义注解

Java语言使用 @interface语法来定义注解,它的格式如下:

public @interface Report {
    // 像是无参数的方法,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
    int type() default 0;
    String level() default "info";
    String value() default "";
}

元注解:@Target,@Retention,@Repeatable,@Inherited

可以修饰其他注解的注解称为——元注解(meta annotation)。Java标准库已经定义了一些元注解,我们只需要使用,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,我们必须添加一个@Target(ElementType.METHOD)

@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Report {
    String value() default "";
}
// 可用在方法或字段上:
@Target({
    ElementType.METHOD,
    ElementType.FIELD
})
public @interface Report {
    String value() default "";
}

@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。因为通常我们自定义的Annotation都是RUNTIME,所以,务必要加上这个元注解:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Report {
    String value() default "";
}

@Repeatable
使用@Repeatable这个元注解可以定义Annotation是否可重复。这个注解应用不是特别广泛。

@Repeatable
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Report {
    String value() default "";
}

经过@Repeatable修饰后,在某个类型声明处,就可以添加多个@Report注解:

@Report(type=1, level="debug")
@Report(type=2, level="warning")
public class Hello {
}

@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:

@Inherited
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Report {
    String value() default "";
}
// 在使用的时候,如果一个类用到了@Report:
@Report(type=1)
public class Person {
}
// 则它的子类默认也定义了该注解:
public class Student extends Person {
}

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

3.处理注解

我们只需要学习读取@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)类型的注解。

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Class、Field、Method或Constructor:

  • Class.isAnnotationPresent(Class)
  • Field.isAnnotationPresent(Class)
  • Method.isAnnotationPresent(Class)
  • Constructor.isAnnotationPresent(Class)

例如,判断@Report是否存在于Person类::

// 判断@Report是否存在于Person类:
Person.class.isAnnotationPresent(Report.class);

使用反射API读取Annotation:

  • Class.getAnnotation(Class)
  • Field.getAnnotation(Class)
  • Method.getAnnotation(Class)
  • Constructor.getAnnotation(Class)

例如,获取Person定义的@Report注解:

// 获取Person定义的@Report注解:
Report report = Person.class.getAnnotation(Report.class);
int type = report.type();
String level = report.level();

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:

Class cls = Person.class;
if (cls.isAnnotationPresent(Report.class)) {
    Report report = cls.getAnnotation(Report.class);
    ...
}

第二种方法是直接读取Annotation,如果Annotation不存在,将返回null:

Class cls = Person.class;
Report report = cls.getAnnotation(Report.class);
if (report != null) {
   ...
}

读取方法、字段和构造方法的AnnotationClass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:

public void hello(@NotNull @Range(max=5) String name, 
                  @NotNull String prefix) {
}

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:

// 获取Method实例:
Method m = ...
// 获取所有参数的Annotation:
Annotation[][] annos = m.getParameterAnnotations();
// 第一个参数(索引为0)的所有Annotation:
Annotation[] annosOfName = annos[0];
for (Annotation anno : annosOfName) {
    if (anno instanceof Range) { // @Range注解
        Range r = (Range) anno;
    }
    if (anno instanceof NotNull) { // @NotNull注解
        NotNull n = (NotNull) anno;
    }
}

4.使用注解

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。
我们来看一个@Range注解,我们希望用它来定义一个String字段的规则:字段长度满足@Range的参数定义:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Range {
    int min() default 0;
    int max() default 255;
}

在某个JavaBean中,我们可以使用该注解:

public class Person {
    @Range(min=1, max=20)
    public String name;

    @Range(max=10)
    public String city;
}

但是,定义了注解,本身对程序逻辑没有任何影响。我们必须自己编写代码来使用注解。这里,我们编写一个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:

void check(Person person) throws IllegalArgumentException, ReflectiveOperationException {
    // 遍历所有Field:
    for (Field field : person.getClass().getFields()) {
        // 获取Field定义的@Range:
        Range range = field.getAnnotation(Range.class);
        // 如果@Range存在:
        if (range != null) {
            // 获取Field的值:
            Object value = field.get(person);
            // 如果值是String:
            if (value instanceof String) {
                String s = (String) value;
                // 判断值是否满足@Range的min/max:
                if (s.length() < range.min() || s.length() > range.max()) {
                    throw new IllegalArgumentException("Invalid field: " + field.getName());
                }
            }
        }
    }
}

这样一来,我们通过@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。

注解真的很有用,关于更多的使用场景,要在实际工作中多多思考

其他语法使用:Java基本功系列之☞泛型
(End)

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