Java注解详解

虽然在平时开发中经常使用注解，却不知道如何自定义一个注解类型以及注解的实现原理。抽时间学习了一下，记录下来加深理解。

1. 注解是什么

之前看到一篇文章将注解理解为“标签”，感觉还是比较贴切的。我们可以把注解理解为给包、类、方法、字段打的一个标签，并利用java的反射机制对注解标注的类、方法或者字段进行相应的处理。

2. 定义注解

import java.lang.annotation.*;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Inherited
public @interface AnnotationDemo {
    String name() default "";
}

利用关键字@interface声明一个注解类型，并利用@Retention、@Target、@Document、@Inherited等元注解对注解进行定义。

• @Retention
  用于自定义注解类型的元注解。retention的意思是保留，@Retention用来定义自定义注解有效期。有三种取值：

public enum RetentionPolicy {
    /**
     * 注解只在源码文件中保留，不会被编译器编译
     */
    SOURCE,

    /**
     * 会被编译到生成的class文件中，但不会在运行时保留
     */
    CLASS,

    /**
     * 运行时有效，可以通过反射机制读取到该注解定义
     */
    RUNTIME
}

• @Target
  用于定义注解的使用目标。我们知道注解可以用在包、类、方法、字段等字面量上，但不能将类的注解用到方法上，JDK使用@Target定义注解的使用目标。在java.lang.annotation.ElementType 枚举类型中定义了若干注解目标枚举常量：TYPE、FIELD、METHOD、PARAMETER、CONSTRUCTOR、LOCAL_VARIABLE等。
  ElementType.TYPE 用于定义类、接口、枚举注解；
  ElementType.METHOD 用于定义方法注解；
  ElementType.FIELD 用于定义字段注解；
  ElementType.CONSTRUCTOR 用于定义构造器注解；
• @Document
  这个元注解比较简单，用于将该注解包含在Javadoc中
• @Inherited
  在定义注解时加上@Inherited表示该注解具有"继承性"，这里的继承性是指如果父类使用了自定义注解，则子类也继承了该自定义注解。举例说明：

/**
 * 自定义注解AnnotationDemo、使用@Inherited表明该注解注解具有继承性
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Inherited
public @interface AnnotationDemo {
    String name() default "";
}

/**
 * 使用自定义注解修饰的父类
 */
@AnnotationDemo(name = "小明")
public class Super {
    public void hello(){
        System.out.println("I am super!");
    }
}

/**
 * 子类继承Super超类
 * 由于Super被@AnnotationDemo注解修饰，Child子类自动被@AnnotationDemo修饰，
 *
 */
public class Child extends Super {
    public void say(){
        System.out.println("I am child!");
    }
}

3. 注解的属性

在自定义注解时可以为注解定义若干属性，如在上边定义的@AnnotationDemo注解中定义了一个名为name的属性，默认值为""。注解类型只有属性没有方法，且注解属性声明为属性名+()，属性类型可以为基本类型、String、Class、Enum等类型。注解的属性使用default关键字声明该属性的默认值，如果不为属性声明默认值，则必须在使用注解时为该属性赋值。
特殊的：如果属性名为value，在使用注解时可以不指定属性名赋值。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Inherited
public @interface AnnotationDemo {
    String value() default "";
}

/**
 * @AnnotationDemo注解的属性名为value，使用时可以不指定属性名为属性赋值
 * 等价于@AnnotationDemo(value="super")
 */
@AnnotationDemo("super")
public class Super {
    public void hello(){
        System.out.println("hello world!");
    }
}

如果注解定义了多个属性，使用时不同的属性赋值用逗号分隔。

4. 注解与反射

正如在本文开头所说的注解相当于给类、方法、字段打的标签，对于运行时有效的注解需要通过JDK提供的反射机制来让标签起作用。下面通过一个简单的例子来演示如何利用反射机制使注解起作用。

• 自定义一个注解@Run

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Run {
    
}

• 使用定义的注解标注方法

public class RunTest {
    @Run
    public void test1(){
        System.out.println("run test1");
    }

    public void test2(){
        System.out.println("run test2");
    }
}

• 通过反射API对@Run标记的方法执行调用

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
        try {
            Class clazz = Class.forName("com.annotation.demo.test.RunTest");
            Method[] methods = clazz.getMethods();
            RunTest junitTest =(RunTest) clazz.newInstance();
            for (Method method : methods){
                if (method.isAnnotationPresent(Run.class)){
                    method.setAccessible(true);
                    method.invoke(junitTest);
                }
            }
        }catch (ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();
        }catch (InstantiationException e){
            e.printStackTrace();
        }catch (IllegalAccessException e){
            e.printStackTrace();
        }catch (InvocationTargetException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个例子中首先定义了一个@Run注解，并在RunTest中定义了两个方法。其中一个方法使用了@Run进行注解，另一个方法没有添加@Run注解，利用反射API对使用了@Run注解的方法进行调用。输出结果也正如我们所料：只有RunTest中的test1方法被执行。

OK，java注解的介绍就到这里。

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