Java注解（Annotation）

简介

Java 注解（Annotation）又称 Java 标注，是 JDK5.0 引入的一种注释机制。

Java 语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注。和 Javadoc 不同，Java 标注可以通过反射获取标注内容。在编译器生成类文件时，标注可以被嵌入到字节码中。Java 虚拟机可以保留标注内容，在运行时可以获取到标注内容 。 当然它也支持自定义 Java 标注。

内置的注解

Java 定义了一套注解，共有 7 个，3 个在 java.lang 中，剩下 4 个在 java.lang.annotation 中。

作用在代码的注解是

• @Override - 检查该方法是否是重写方法。如果发现其父类，或者是引用的接口中并没有该方法时，会报编译错误。
• @Deprecated - 标记过时方法。如果使用该方法，会报编译警告。
• @SuppressWarnings - 指示编译器去忽略注解中声明的警告。

作用在其他注解的注解(元注解)是:

• @Retention - 用来指定 Annotation 的策略。
  标识这个注解怎么保存，是只在代码中，还是编入class文件中，或者是在运行时可以通过反射访问。
• @Documented - 标记这些注解是否包含在用户文档javadoc中。

** javadoc**：是Sun公司提供的一个技术，它从程序源代码中抽取类、方法、成员等注释形成一个和源代码配套的API帮助文档。

只要在编写程序时以一套特定的标签作注释，在程序编写完成后，通过Javadoc就可以同时形成程序的开发文档了。

• @Target - 用来指定 Annotation 的类型
  标记这个注解应该是哪种 Java 成员。
• @Inherited - 标记这个注解是继承于哪个注解类
  (默认注解并没有继承于任何子类)

从 Java 7 开始，额外添加了 3 个注解:

• @SafeVarargs - Java 7 开始支持，忽略任何使用参数为泛型变量的方法或构造函数调用产生的警告。
• @FunctionalInterface - Java 8 开始支持，标识一个匿名函数或函数式接口。
• @Repeatable - Java 8 开始支持，标识某注解可以在同一个声明上使用多次。

Annotation架构

1 个 Annotation 和 1 个 RetentionPolicy 关联。

每1个Annotation对象，都会有唯一的RetentionPolicy属性。

1 个 Annotation 和 1~n 个 ElementType 关联。

对于每 1 个 Annotation 对象，可以有若干个 ElementType 属性。

Annotation 有许多实现类，包括：Deprecated, Documented, Inherited, Override 等等。

Annotation组成

java Annotation 的组成中，有 3 个非常重要的主干类。

Annotation 的每一个实现类，都 "和 1 个 RetentionPolicy 关联" 并且 " 和 1~n 个 ElementType 关联"。

Annotation.java

package java.lang.annotation;
public interface Annotation {

    boolean equals(Object obj);

    int hashCode();

    String toString();

    Class<? extends Annotation> annotationType();
}

ElementType.java

package java.lang.annotation;

public enum ElementType {
    TYPE,               /* 类、接口（包括注释类型）或枚举声明  */

    FIELD,              /* 字段声明（包括枚举常量）  */

    METHOD,             /* 方法声明  */

    PARAMETER,          /* 参数声明  */

    CONSTRUCTOR,        /* 构造方法声明  */

    LOCAL_VARIABLE,     /* 局部变量声明  */

    ANNOTATION_TYPE,    /* 注释类型声明  */

    PACKAGE             /* 包声明  */
}

RetentionPolicy.java

package java.lang.annotation;
public enum RetentionPolicy {
    SOURCE,            /* Annotation信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后就没有该Annotation信息了  */

    CLASS,             /* 编译器将Annotation存储于类对应的.class文件中。默认行为  */

    RUNTIME            /* 编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入 */
}

1. Annotation 就是个接口。

"每 1 个 Annotation" 都与 "1 个 RetentionPolicy" 关联，并且与 "1～n 个 ElementType" 关联。可以通俗的理解为：每 1 个 Annotation 对象，都会有唯一的 RetentionPolicy 属性；至于 ElementType 属性，则有 1~n 个。

2. ElementType 是 Enum 枚举类型，它用来指定 Annotation 的类型。

"每 1 个 Annotation" 都与 "1～n 个 ElementType" 关联。当 Annotation 与某个 ElementType 关联时，就意味着：Annotation有了某种用途。例如，若一个 Annotation 对象是 METHOD 类型，则该 Annotation 只能用来修饰方法。

3. RetentionPolicy 是 Enum 枚举类型，它用来指定 Annotation 的策略。通俗点说，就是不同 RetentionPolicy 类型的 Annotation 的作用域不同。

"每 1 个 Annotation" 都与 "1 个 RetentionPolicy" 关联。

SOURCE
Annotation 仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后，该 Annotation 就没用了。

例如，@Override"标志就是一个 Annotation。当它修饰一个方法的时候，就意味着该方法覆盖父类的方法；并且在编译期间会进行语法检查！编译器处理完后，@Override就没有任何作用了。

CLASS
编译器将 Annotation 存储于类对应的 .class 文件中，它是 Annotation 的默认行为。

RUNTIME
编译器将 Annotation 存储于 class 文件中，并且可由JVM读入。

java 常用的 Annotation：

@Deprecated  -- @Deprecated 所标注内容，不再被建议使用。
@Override    -- @Override 只能标注方法，表示该方法覆盖父类中的方法。
@Documented  -- @Documented 所标注内容，可以出现在javadoc中。
@Inherited   -- @Inherited只能被用来标注“Annotation类型”，它所标注的Annotation具有继承性。
@Retention   -- @Retention只能被用来标注“Annotation类型”，而且它被用来指定Annotation的RetentionPolicy属性。
@Target      -- @Target只能被用来标注“Annotation类型”，而且它被用来指定Annotation的ElementType属性。
@SuppressWarnings -- @SuppressWarnings 所标注内容产生的警告，编译器会对这些警告保持静默。

@Inherited 所标注的Annotation将具有继承性

@Inherited 的定义如下：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Inherited {
}

使用示例：

import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Inherited;

/**
 * 自定义的Annotation。
 */
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@interface Inheritable
{
}

@Inheritable
class InheritableFather
{
    public InheritableFather() {
        // InheritableBase是否具有 Inheritable Annotation
        System.out.println("InheritableFather:"+InheritableFather.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
    }
}

/**
 * InheritableSon 类只是继承于 InheritableFather，
 */
public class InheritableSon extends InheritableFather
{
    public InheritableSon() {
        super();    // 调用父类的构造函数
        // InheritableSon类是否具有 Inheritable Annotation
        System.out.println("InheritableSon:"+InheritableSon.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
    }
   
    public static void main(String[] args)
    {
        InheritableSon is = new InheritableSon();
    }
}

运行结果：

InheritableFather:true
InheritableSon:true

对 InheritableSon.java 进行修改：注释掉 "Inheritable 的 @Inherited 注解"。

运行结果：

InheritableFather:true
InheritableSon:false

当注解 Inheritable 被 @Inherited 标注时，它具有继承性。否则，没有继承性。

注解作用

注解是一系列元数据，它提供数据用来解释程序代码，但是注解并非是所解释的代码本身的一部分。注解对于代码的运行效果没有直接影响。

注解有许多用处，主要如下：

**提供信息给编译器： **编译器可以利用注解来探测错误和警告信息
编译阶段时的处理： 软件工具可以用来利用注解信息来生成代码、Html文档或者做其它相应处理。
运行时的处理： 某些注解可以在程序运行的时候接受代码的提取
值得注意的是，注解不是代码本身的一部分。

注解主要针对的是编译器和APT使用。

当开发者使用了Annotation 修饰了类、方法、Field 等成员之后，这些 Annotation 不会自己生效，必须由开发者提供相应的代码来提取并处理 Annotation 信息。这些处理提取和处理 Annotation 的代码统称为 APT（Annotation Processing Tool)。

Annotation 是一个辅助类，它在 Junit、Struts、Spring 等工具框架中被广泛使用。

我们在编程中经常会使用到的 Annotation 作用有：

1）编译检查

Annotation 具有"让编译器进行编译检查的作用"。

例如，@SuppressWarnings, @Deprecated 和 @Override 都具有编译检查作用。

2) 在反射中使用 Annotation

在反射的 Class, Method, Field 等函数中，有许多于 Annotation 相关的接口。

这也意味着，我们可以在反射中解析并使用 Annotation。

• 注解通过反射获取。
  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) {}

• 通过 getAnnotation() 或者是 getAnnotations() 方法来获取 Annotation 对象。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。

getAnnotation()：返回指定类型的注解
getAnnotations()：返回注解到这个元素上的所有注解

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

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * Annotation在反射函数中的使用示例
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {
    String[] value() default "unknown";
}

/**
 * Person类。它会使用MyAnnotation注解。
 */
class Person {
   
    /**
     * empty()方法同时被 "@Deprecated" 和 "@MyAnnotation(value={"a","b"})"所标注
     * (01) @Deprecated，意味着empty()方法，不再被建议使用
     * (02) @MyAnnotation, 意味着empty() 方法对应的MyAnnotation的value值是默认值"unknown"
     */
    @MyAnnotation
    @Deprecated
    public void empty(){
        System.out.println("\nempty");
    }
   
    /**
     * sombody() 被 @MyAnnotation(value={"girl","boy"}) 所标注，
     * @MyAnnotation(value={"girl","boy"}), 意味着MyAnnotation的value值是{"girl","boy"}
     */
    @MyAnnotation(value={"girl","boy"})
    public void somebody(String name, int age){
        System.out.println("\nsomebody: "+name+", "+age);
    }
}

public class AnnotationTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
       
        // 新建Person
        Person person = new Person();
        // 获取Person的Class实例
        Class<Person> c = Person.class;
        // 获取 somebody() 方法的Method实例
        Method mSomebody = c.getMethod("somebody", new Class[]{String.class, int.class});
        // 执行该方法
        mSomebody.invoke(person, new Object[]{"lily", 18});
        iteratorAnnotations(mSomebody);
       

        // 获取 somebody() 方法的Method实例
        Method mEmpty = c.getMethod("empty", new Class[]{});
        // 执行该方法
        mEmpty.invoke(person, new Object[]{});        
        iteratorAnnotations(mEmpty);
    }
   
    public static void iteratorAnnotations(Method method) {

        // 判断 somebody() 方法是否包含MyAnnotation注解
        if(method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)){
            // 获取该方法的MyAnnotation注解实例
            MyAnnotation myAnnotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
            // 获取 myAnnotation的值，并打印出来
            String[] values = myAnnotation.value();
            for (String str:values)
                System.out.printf(str+", ");
            System.out.println();
        }
       
        // 获取方法上的所有注解，并打印出来
        Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
        for(Annotation annotation : annotations){
            System.out.println(annotation);
        }
    }
}

运行结果：

somebody: lily, 18
girl, boy, 
@com.skywang.annotation.MyAnnotation(value=[girl, boy])

empty
unknown, 
@com.skywang.annotation.MyAnnotation(value=[unknown])
@java.lang.Deprecated()

3) 根据 Annotation 生成帮助文档

通过给 Annotation 注解加上 @Documented 标签，能使该 Annotation 标签出现在 javadoc 中。

4）能够帮忙查看查看代码

通过 @Override, @Deprecated 等，我们能很方便的了解程序的大致结构。

注解应用实例

注解运用的地方太多了，如JUnit框架、ssm框架等运用了大量的注解。

JUnit 这个是一个测试框架，典型使用方法如下：

public class ExampleUnitTest {
    @Test
    public void addition_isCorrect() throws Exception {
        assertEquals(4, 2 + 2);
    }
}

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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。

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整理自
Java 注解（Annotation）
java注解-最通俗易懂的讲解