注解与反射

上述内容我们介绍了注解使用上的细节，也简单提到，「注解的本质就是一个继承了 Annotation 接口的接口」，现在我们就来从虚拟机的层面看看，注解的本质到底是什么。
首先，我们自定义一个注解类型：

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这里我们指定了 Hello 这个注解只能修饰字段和方法，并且该注解永久存活，以便我们反射获取。
之前我们说过，虚拟机规范定义了一系列和注解相关的属性表，也就是说，无论是字段、方法或是类本身，如果被注解修饰了，就可以被写进字节码文件。属性表有以下几种：
RuntimeVisibleAnnotations：运行时可见的注解
RuntimeInVisibleAnnotations：运行时不可见的注解
RuntimeVisibleParameterAnnotations：运行时可见的方法参数注解
RuntimeInVisibleParameterAnnotations：运行时不可见的方法参数注解
AnnotationDefault：注解类元素的默认值
给大家看虚拟机的这几个注解相关的属性表的目的在于，让大家从整体上构建一个基本的印象，注解在字节码文件中是如何存储的。
所以，对于一个类或者接口来说，Class 类中提供了以下一些方法用于反射注解。
getAnnotation：返回指定的注解
isAnnotationPresent：判定当前元素是否被指定注解修饰
getAnnotations：返回所有的注解
getDeclaredAnnotation：返回本元素的指定注解
getDeclaredAnnotations：返回本元素的所有注解，不包含父类继承而来的
方法、字段中相关反射注解的方法基本是类似的，这里不再赘述，我们下面看一个完整的例子。
首先，设置一个虚拟机启动参数，用于捕获 JDK 动态代理类。

-Dsun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles=true

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我们说过，注解本质上是继承了 Annotation 接口的接口，而当你通过反射，也就是我们这里的 getAnnotation 方法去获取一个注解类实例的时候，其实 JDK 是通过动态代理机制生成一个实现我们注解（接口）的代理类。
我们运行程序后，会看到输出目录里有这么一个代理类，反编译之后是这样的：

image.png

代理类实现接口 Hello 并重写其所有方法，包括 value 方法以及接口 Hello 从 Annotation 接口继承而来的方法。
而这个关键的 InvocationHandler 实例是谁？
AnnotationInvocationHandler 是 JAVA 中专门用于处理注解的 Handler，这个类的设计也非常有意思。

image.png

这里有一个 memberValues，它是一个 Map 键值对，键是我们注解属性名称，值就是该属性当初被赋上的值。

image.png

而这个 invoke 方法就很有意思了，大家注意看，我们的代理类代理了 Hello 接口中所有的方法，所以对于代理类中任何方法的调用都会被转到这里来。
var2 指向被调用的方法实例，而这里首先用变量 var4 获取该方法的简明名称，接着 switch 结构判断当前的调用方法是谁，如果是 Annotation 中的四大方法，将 var7 赋上特定的值。
如果当前调用的方法是 toString，equals，hashCode，annotationType 的话，AnnotationInvocationHandler 实例中已经预定义好了这些方法的实现，直接调用即可。
那么假如 var7 没有匹配上这四种方法，说明当前的方法调用的是自定义注解字节声明的方法，例如我们 Hello 注解的 value 方法。这种情况下，将从我们的注解 map 中获取这个注解属性对应的值。

总结一下整个反射注解的工作原理：

首先，我们通过键值对的形式可以为注解属性赋值，像这样：@Hello（value = "hello"）。
接着，你用注解修饰某个元素，编译器将在编译期扫描每个类或者方法上的注解，会做一个基本的检查，你的这个注解是否允许作用在当前位置，最后会将注解信息写入元素的属性表。
然后，当你进行反射的时候，虚拟机将所有生命周期在 RUNTIME 的注解取出来放到一个 map 中，并创建一个 AnnotationInvocationHandler 实例，把这个 map 传递给它。
最后，虚拟机将采用 JDK 动态代理机制生成一个目标注解的代理类，并初始化好处理器。
那么这样，一个注解的实例就创建出来了，它本质上就是一个代理类，你应当去理解好 AnnotationInvocationHandler 中 invoke 方法的实现逻辑，这是核心。一句话概括就是，通过方法名返回注解属性值。