阿里面试第二个问题。回答的很差,找了一篇好的学习下,不能再说错了。
转:JAVA 注解的基本原理
这篇也很好
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:
image.png
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
image.png
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。
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
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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。
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