Java:Annotation(注解)--原理到案例

作者: zlcook | 来源:发表于2017-02-16 22:28 被阅读4244次

图片取自文末推荐文章

本文章涉及代码已放到github上annotation-study

1.Annotation为何而来

What：Annotation干嘛的

JDK5开始，java增加了对元数据(MetaData)的支持，怎么支持？答：通过Annotation(注解）来实现。Annotation提供了为程序元素设置元数据的方法。元数据：描述数据的数据。
Annotation可以为哪些程序元素设置元数据呢？ Annotation提供了一种为程序元素设置元数据的方法，包括修饰包、类、构造器、方法、成员变量、参数、局部变量的声明。元数据的信息被存储在Annotation的“name=value”对中。
Annotation怎么实现设置元数据？程序如何读取这些元数据？答：元数据的信息被存储在Annotation的“name=value”对中。Annotation是一个接口，程序可以通过反射来获取指定程序元素的Annotation对象，然后通过Annotation对象来取得注解里的元数据。
Annotation不影响程序代码的执行，无论增加、删除Annotation，代码都始终如一的执行。如果希望让程序中的Annotation在运行时起一定的作用，只有通过某种配套工具对Annotation中的信息进行访问和处理。jdk7之前访问和处理Annotation的工具统称APT（Annotation Processing Tool)(jdk7后就被废除了），jdk7及之后采用了JSR 269 API。相关原因官方说明、原因

结论：java想给程序元素提供元数据支持，于是创造了Annotation来实现这个目标。

注解的使用案例

@Entity
public class Book {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)
    private Long id;
}

Why:为什么要提供元数据支持

通过Annotation设置的元数据在什么时候被读取？读取能干嘛？答：Annotation就像代码里的特殊标记，这些标记可以在编译、类加载、运行时被读取。读取到了程序元素的元数据，就可以执行相应的处理。通过注解，程序开发人员可以在不改变原有逻辑的情况下，在源代码文件中嵌入一些补充信息。代码分析工具、开发工具和部署工具可以通过解析这些注解获取到这些补充信息，从而进行验证或者进行部署等。
比如：上面代码，读取到 id变量上面有@GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)注解，并且注解提供了strategy=GenerationType.AUTO这样的元数据信息，那么程序就会为id设置一个自增的值。读取到Book类上面有一个@Entity注解，程序就会认为这是一个持久化类，就会做一些持久化的处理。
不使用Annotation怎么为程序元素提供元数据
看来元数据在编程中还是能起到很大的作用的，如果没有元数据还真的不好办，比如上面代码中id成员变量的元数据是“strategy=GenerationType.AUTO即采用自增策略”，如果没有这个元数据支持，程序中怎么才能为id赋一个自增的值呢？忧愁。
提供元数据只有通过Annotation才可以吗？答：不是，通过配置文件也可以。比如还是上面代码id这个变量，我现在想为它添加描述数据即元数据，内容是：采用自增策略。这个信息通过Annotation来实现就是上面代码的样子。通过配置文件实现的话，比如采用xml格式配置文件。那么我可以在文件中配置<property-MetaData class="Book " property="id" metadata="auto">。哈哈！比如我就定一个规则：class表示类，property表示类的某个属性，metadata是属性的元数据。程序在启动时通过读取这个文件的信息就可以知道id变量的元数据了，知道元数据就可以做相应处理了。当然，通过配置文件还是没有注解方便。

知道元数据在编程中的重要性和提供元数据的方法Annotation了，那么就来学习Annotation吧。

提示：有些注解只是为了防止我们犯低级错误，通过这些注解，让编译器在编译期就可以检查出一些低级错误，对于这些注解，可以加或者不加，当然还有很多其他注解都是起辅助编程作用。但是有一些注解的作用很重要，不加的话就实现不了一些功能，比如，数据持久化操作中，通过@Entity注解来标识持久化实体类，如果不使用该注解程序就识别不了持久化实体类。

2.基本Annotation

Java提供了5个基本的Annotation的用法，在使用Annotation时要在其前面增加@符号。
@Override ：限定重写父类方法
@Deprecated：表示已过时
@SuppressWarnings：抑制编译警告
@SafeVarargs (java7新增）：去除“堆污染”警告
@Functionlnterface （java8新增）：修饰函数式接口
@Override ：用来指定方法覆载的，它可以强制一个子类必须覆盖父类的方法。写在子类的方法上，在编译期，编译器检查这个方法，保证父类包含被该方法重写的方法，否则编译出错。该注解只能修饰方法，在编译期被读取。
@Deprecated：用于表示某个程序元素（类、方法等）已过时。编译时读取，编译器编译到过时元素会给出警告。
@SuppressWarnings：抑制编译警告，被该注解修饰的程序元素（以及该程序元素中的所有子元素）取消显示指定的编译警告。
比如：取消如果程序使用没有泛型限制的集合会引起编译器警告，为了避免这种警告使用该注解。
- unchecked异常：运行时异常。是RuntimeException的子类，不需要在代码中显式地捕获unchecked异常做处理。Java异常

@SuppressWarnings(value="unchecked")
public class SuppressWarningTest{
   public static void main(String[] args)
   {
       List<String> myList = new ArrayList();
   }
}
@SuppressWarnings("deprecation")   //取消过时警告
    public HibernateTemplate getHt() {
        return ht;
    }

@SafeVarargs (java7新增）：java7的“堆污染”警告与@SafeVarargs
堆污染：把一个不带泛型的对象赋给一个带泛型的变量是，就会发生堆污染。
例如：下面代码引起堆污染，会给出警告

List l2 = new ArrayList<Number>();
List<String> ls = l2;

3中方式去掉这个警告
- 使用注解@SafeVarargs修饰引发该警告的方法或构造器。
- 使用@SuppressWarnings("unchecked") 修饰。
- 使用编译器参数命令：-Xlint:varargs
@Functionlnterface （java8新增）：修饰函数式接口
使用该注解修饰的接口必须是函数式接口，不然编译会出错。那么什么是函数式接口？答：如果接口中只有一个抽象方法（可以包含多个默认方法或static方法），就是函数式接口。
如：

@Functionlnterface
public interface FunInterface{
  static void foo(){
   System.out.println("foo类方法");
  }
  default void bar(){
   System.out.println("bar默认方法");
  }
  void test();//只定义一个抽象方法，默认public
}

3.JDK的元Annotation

元注解(Meta Annotation)：和元数据一样，修饰注解的注解。
java提供了6个元注解（Meta Annotation)，在java.lang.annotation中。其中5个用于修饰其他的Annonation定义。而@Repeatable专门用于定义Java8新增的重复注解。所以要定义注解必须使用到5个元注解来定义。

@Retention（英文：保留）

用于指定被修饰的Annotation可以保留多长时间，只能修饰Annotation定义。@Retention包含一个RetentionPolicy类型的value成员变量，使用@Retention必须为该value成员变量指定值。value成员变量的值有3个选择：
RetentionPolicy.CLASS:编译器将把Annotation记录在class文件中。当运行java程序时，JVM不可获取Annotation信息。（默认值）
RetentionPolicy.RUNTIME:编译器将把Annotation记录在class文件中。当运行java程序时，JVM也可获取Annotation信息，程序可以通过反射获取该Annotation信息
RetentionPolicy.SOURCE:Annotation只保留在源代码中（.java文件中），编译器直接丢弃这种Annotation。
案例：

//定义下面的Testable Annotation保留到运行时，也可以使用value=RetentionPolicy.RUNTIME
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Testable{}

@Target ( 目标)

用于指定被修饰的Annotation能用于修饰哪些程序单元，只能修饰Annotation定义。它包含一个名为value的成员变量，取值如下：

@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)：指定该该策略的Annotation只能修饰Annotation.
@Target(ElementType.TYPE) //接口、类、枚举、注解
@Target(ElementType.FIELD) //成员变量（字段、枚举的常量）
@Target(ElementType.METHOD) //方法
@Target(ElementType.PARAMETER) //方法参数
@Target(ElementType.CONSTRUCTOR) //构造函数
@Target(ElementType.LOCAL_VARIABLE)//局部变量
@Target(ElementType.PACKAGE) ///修饰包定义
@Target(ElementType.TYPE_PARAMETER) //java8新增，后面Type Annotation有介绍
@Target(ElementType.TYPE_USE) ///java8新增，后面Type Annotation有介绍

@Target(ElementType.FIELD)
public @interface ActionListenerFor{}

@Documented

用于指定被修饰的Annotation将被javadoc工具提取成文档。即说明该注解将被包含在javadoc中。

@Inherited

用于指定被修饰的Annotation具有继承性。即子类可以继承父类中的该注解。---》注解@WW被元注解@Inherited修饰，把@WW添加在类Base上，则Base的所有子类也将默认使用@WW注解。

5.自定义注解

使用@interface关键字
注解放在修饰元素的上面

5.1一个简单的注解

//定义一个简单的注解Test
public @interface Test{}

默认情况下，Annotation可以修饰任何程序元素:类、接口、方法等。

@Test
public class MyClass{

}

5.2带成员变量的注解

以无形参的方法形式来声明Annotation的成员变量，方法名和返回值定义了成员变量名称和类型。使用default关键字设置初始值。没设置初始值的变量则使用时必须提供，有初始值的变量可以设置也可以不设置。

//定义带成员变量注解MyTag
@Rentention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface MyTag{
  //定义两个成员变量，以方法的形式定义
  String name();
  int age() default 32;
}

//使用
public class Test{
  @MyTag(name="liang")
  public void info(){}
}

5.3结论

没带成员变量的Annotation被称为标记，这种注解仅利用自身的存在与否来提供信息，如@Override等。
包含成员变量的Annotation称为元数据Annotation,因为他们提供更多元数据。

5.4提取Annotation信息

使用Annotation修饰了类、方法、成员变量等程序元素之后，这些Annotation不会自己生效，必须由开发者通过API来提取并处理Annotation信息。
Annotation接口是所有注解的父接口。
思路：通过反射获取Annotation，将Annotation转换成具体的注解类，在调用注解类定义的方法获取元数据信息。

获取Annotation

AnnotatedElement接口(java.lang.reflect反射包中)代表程序中可以接受注解的程序元素。即所有可以接受注解的程序元素都会实现该接口。而该接口就提供了获取Annotation的方法，它的所有实现类也便拥有了这些方法。常见的实现类：
Class:类定义。
Constructor:构造器定义
Field:类的成员变量定义
Method:类的方法定义。
Package:类的包定义。
由此可见，AnnotatedElement接口的实现类都是一些反射技术设计到的类，所以访问Annotation信息也是通过反射技术来实现的。
java.lang.reflect包下还包含实现反射功能的工具类，java5开始，java.lang.reflect包提供的反射API增加了读取允许Annotation的能力。但是，只有定义Annotation时使用了@Rentention(RetentionPolicy.RUNTIME)修饰，该Annotation才会在运行时可见，JVM才会在装载.class文件时读取保存在class文件中的Annotation*。
AnnotatedElement接口获取Annotation信息的方法：
<T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass)：返回修饰该程序元素的指定类型的注解，不存在则返回 null。
<T extends Annotation> T getDeclaredAnnotation(Class<T> annotationClass)：返回直接修饰该程序元素的指定类型的注解，不存在则返回 null。（java8新增）
Annotation[] getAnnotations()：返回此元素上存在的所有注解。
Annotation[] getDeclaredAnnotations()：返回直接存在于此元素上的所有注解。
boolean isAnnotationPresent (Class< ? extends Annotation> annotationClass)：如果指定类型的注解存在于此元素上，则返回 true，否则返回 false。
java8新增了重复注解功能，所以下面两个方法在java8之后才有：
<T extends Annotation> T[] getAnnotationsByType(Class<T> annotationClass)：返回修饰该程序元素的指定类型的多个注解，不存在则返回 null。
<T extends Annotation> T[] getDeclaredAnnotationsByType(Class<T> annotationClass)：返回直接修饰该程序元素的指定类型的多个注解，不存在则返回 null。
案例
需求：获取Test类的info方法上的所有注解，并打印出来，如果包含MyTag注解，则再输出MyTag注解的元数据。
实现：正如我们所知，仅在程序中使用注解是不起任何作用的，必须使用注解处理工具来处理程序中的注解。下面就写一个注解处理类。处理注解的思路如下：通过反射获取Test的类描述类Class，然后在获取其info方法描述类Method，因为Method实现了AnnotatedElement接口，所以调用getAnnotations方法获取所有注解，在遍历打印。

MyTag注解处理器

public class MyTagAnnotationProcessor {
    public static void process(String className) throws ClassNotFoundException{
        try {
             Class clazz =Class.forName(className);
             Annotation[] aArray= clazz.getMethod("info").getAnnotations();
             for( Annotation an :aArray){
                 System.out.println(an);//打印注解
                 if( an instanceof MyTag){
                     MyTag tag = (MyTag) an;
                     System.out.println("tag.name():"+tag.name());
                     System.out.println("tag.age():"+tag.age());
                 }
             }
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

场景测试

public static void main(String[] args) {
        try {
            MyTagAnnotationProcessor.process("annotation.Test");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

测试结果

@annotation.MyTag(age=25, name=liang)
tag.name():liang
tag.age():25

6.使用Annotation示例

想找spring中关于注解定义、使用、注解处理的代码，注解处理的代码没找到，不知道在哪个类中。

7.Java8新增的重复注解

在java8以前，同一个程序元素只能使用一个相同类型的Annotation。如下代码是错误的。

//代码错误，不可以使用相同注解在一个程序元素上。
 @MyTag(name="liang")
@MyTag(name="huan")
public void info(){
 }

7.1 java8之前实现思路

要想达到使用多个注解的目的，可以使用注解”容器“：其实就是新定义一个注解DupMyTag ，让这个DupMyTag 注解的成员变量value的类型为注解MyTag数组。这样就可以通过注解DupMyTag 使用多个注解MyTag了。换个思路实现，只是书写形式不一样而已。

操作步骤2步：1编写需要重复的注解@MyTag，上面定义过了。2.编写”容器“注解DupMyTag 。

如下DupMyTag 注解：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(value=ElementType.METHOD)
public @interface DupMyTag {
    //成员变量为MyTag数组类型
    MyTag[] value();
}

使用@DupMyTag，为@DupMyTag 注解的成员变量设置多个@MyTag注解，从而达到效果。

//代码正确，换个思路实现，在同一个程序元素上使用了多个相同的注解MyTag
 @DupMyTag ({ @MyTag(name="liang"),@MyTag(name="huan",age=18)})
public void info(){
 }

打印注解输出内容如下：

@annotation.DupMyTag(value=[@annotation.MyTag(age=25, name=liang), @annotation.MyTag(age=18, name=huan)])

**结论：通过新定义一个容器注解，来实现使用多个相同注解的目的，只是书写形式不能达到期待效果而已，要想书写形式能达到期待效果需要使用java8之后的@Repeatable元注解。
**

注：”容器“注解的保留期Retention必须比它所包含注解的保留期更长，否则编译报错

7.2 java8之后

java8之后新增了@Repeatable元注解，用来开发重复注解，其有一个必填Class类型变量value。
同样，还是需要新定义一个注解@DupMyTag。和上面定义的一样。不一样的是@Repeatable元注解需要加在@MyTag上，value值设置为DupMyTag.class，开发便完成。

操作步骤2步：1编写需要重复的注解@MyTag，如下。2.编写”容器“注解DupMyTag ，上面定义过了

如下：通过@Repeatable定义了一个重复注解@MyTag。

//定义带成员变量注解MyTag
@Repeatable(DupMyTag.class)
@Rentention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Method(ElementType.METHOD)
public @interface MyTag{
  //定义两个成员变量，以方法的形式定义
  String name();
  int age() default 32;
}

使用,书写形式达到了理想效果，当然上面的形式依然可以使用

@MyTag(name="liang")
@MyTag(name="huan",age =18)
public void info(){
}
//两种形式都可以
@DupMyTag ({ @MyTag(name="liang"),@MyTag(name="huan",age=18)})
public void info(){
}

原理：系统依然还是将两个MyTag注解作为DupMyTag的value成员变量的数组元素，只是书写形式多了一种而已
获取注解方法
上面代码通过getDeclaredAnnotationsByType(MyTag.class)和getDeclaredAnnotation(DupMyTag.class)两个方法都能获取到值，只是结果不一样如下：

@annotation.MyTag(age=25, name=liang)
@annotation.MyTag(age=18, name=huan)
@annotation.DupMyTag(value=[@annotation.MyTag(age=25, name=liang), @annotation.MyTag(age=18, name=huan)])

8. Java8新增的Type Annotation注解

8.1 介绍

目的：以前的注解只能用在包、类、构造器、方法、成员变量、参数、局部变量。如果想在：创建对象（通过new创建）、类型转换、使用implements实现接口、使用throws声明抛出异常的位置使用注解就不行了。而Type Annotation注解就为了这个而来。
抽象表述： java为ElementType枚举增加了TYPE_PARAMETER、TYPE_USE两个枚举值。@Target(TYPE_USE)修饰的注解称为Type Annotation(类型注解），Type Annotation可用在任何用到类型的地方。*

8.2 案例

定义一个类型注解NotNull

@Target(ElementType.TYPE_USE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface NotNull {
    String value() default "";
}

使用

//implements实现接口中使用Type Annotation
public class Test implements @NotNull(value="Serializable") Serializable{
    
        //泛型中使用Type Annotation  、   抛出异常中使用Type Annotation
    public  void foo(List<@NotNull String> list) throws @NotNull(value="ClassNotFoundException") ClassNotFoundException {
        //创建对象中使用Type Annotation
        Object obj =new @NotNull String("annotation.Test");
        //强制类型转换中使用Type Annotation
        String str = (@NotNull String) obj;
    }
}

编写处理注解的处理器。
java8提供AnnotatedType接口，该接口用来代表被注解修饰的类型。该接口继承AnnotatedElement接口。同时多了一个public Type getType()方法，用于返回注解修饰的类型。
以下处理器只处理了类实现接口处的注解和throws声明抛出异常处的注解。

/*
类说明 NotNull注解处理器，只处理了implements实现接口出注解、throws声明抛出异常出的注解。
*/
public class NotNullAnnotationProcessor {
    
    public static void process(String className) throws ClassNotFoundException{
        try {
            Class clazz =Class.forName(className);
            //获取类继承的、带注解的接口
            AnnotatedType[] aInterfaces =clazz.getAnnotatedInterfaces();
            print(aInterfaces);
            
            Method method = clazz.getMethod("foo");
            //获取方法上抛出的带注解的异常
            AnnotatedType[] aExceptions =method.getAnnotatedExceptionTypes();
            print(aExceptions);
            
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 打印带注解类型
     * @param array
     */
    public static void print(AnnotatedType[] array){
        for( AnnotatedType at : array){
            Type type =at.getType();//获取基础类型
            Annotation[] ans =at.getAnnotations();//获取注解
            //打印类型
            System.out.println(type);
            //打印注解
            for( Annotation an : ans){
                System.out.println(an);
            }
            System.out.println("------------");
        }
    }
}

打印结果

interface java.io.Serializable
@annotation.NotNull(value=Serializable)
------------
class java.lang.ClassNotFoundException
@annotation.NotNull(value=ClassNotFoundException)
------------

9. 编译时处理Annotation

9.1 需求

有过Hibernate开发经验的朋友可能知道每写一个Java文件，还必须额外地维护一个Hibernate映射文件(一个名为*.hbm.xml的文件,当然可以有一些工具可以自动生成)下面将使用Annotation来简化这步操作。思路：自定义修饰类的注解，在实体类上使用注解，编写注解处理器：根据源文件中的类上的注解，生成*.hbm.xml文件，使用java提供的编译命令javac执行注解处理器。关键：编写注解处理器。

9.2可用api

我们知道前面的注解处理器处理的都是@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)的注解，使用的是反射技术。而生成的*hbm.xml文件是需要在编译阶段完成。为此java在java7之前提供了apt工具及api，在java7及之后提供了JSR269 api。

9.3 apt和jsr269的作用

APT是一种处理注释的工具,它对源代码文件进行检测，并找出源文件中所包含的Annotation信息，然后针对Annotation信息进行额外的处理。
APT处理器在处理Annotation时可以根据源文件中的Annotation生成额外的源文件和其它的文件(文件具体内容由Annotation处理器的编写者决定),APT还会编译生成的源文件和原来的源文件，将它们一起生成class文件.使用APT主要的目的是简化开发者的工作量。
因为APT可以编译程序源代码的同时，生成一些附属文件(比如源文件、类文件、程序发布描述文件等)，这些附属文件的内容也都是与源代码相关的，换句话说，使用APT可以代替传统的对代码信息和附属文件的维护工作。
APT的相关api都在com.sun.mirror 包下，在jdk7及之后，apt的相关api就被废除了，代替的是JSR269。JSR269API文档下载。JSR269的api在 javax.annotation.processing and javax.lang.model包下。
所以以后开发注解处理器使用jsr269提供的api就可以了。

JSR269描述

9.4实现

9.5 使用apt实现

使用apt实现编译时处理Annotation

9.6 使用JSR269实现

运行环境jdk1.8
Java提供的javac.exe工具有一个-processor选项，该选项可指定一个Annotation处理器，如果在编译java源文件的时候通过该选项指定了Annotation处理器，那么这个Annotation处理器，将会在编译时提取并处理Java源文件中的Annotation。
每个Annotation处理器都需要实现javax.annotation.processing包下的Processor接口。不过实现该接口必须实现它里面所有方法，因此通常采用继承AbstractProcessor的方式来实现Annotation处理器，一个Annotation处理器可以处理一种或多种Annotation类型。
之前的错误认识：之前以为-processor选项需要指定注解处理器是一个*.java文件，其实是一个.class文件，既然是.class文件，那么肯定是编译过后的，所以需要单独写一个处理器程序annotation-processor，打成一个jar包，然后在使用注解的程序annotation中加入注解处理器依赖包annotation-processor.jar，在编译的时候指定处理器类即可。下面我会分别演示通过javac 命令和maven命令如何进行操作。
下面的项目会使用maven来构建，如果不是使用maven也可以，因为我也会演示如何通过javac 命令来执行注解处理器。

9.6.1 注解处理器程序annotation-processor

下面将定义三个Annotation类型，分别用于修饰持久化类，标识属性和普通属性。

修饰id注解

package com.zlcook.processor.annotation;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
//修饰id注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Id {
    String column();    //该id属性对应表中的列名
    String type();      //id属性类型
    String generator(); //使用的策略
}

修饰属性注解

package com.zlcook.processor.annotation;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
//修饰属性注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Property {
    String column();    //该属性对应表中的列名
    String type();      //id属性类型
}

修饰实体类注解

package com.zlcook.processor.annotation;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
//修饰实体类注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Persistent {
    String table();       //数据库中表名
}

处理上面三个注解的处理器HibernateAnnotationProcessor，根据注解生成对应的*.hbm.xml文件

package com.zlcook.processor;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
import javax.annotation.processing.AbstractProcessor;
import javax.annotation.processing.ProcessingEnvironment;
import javax.annotation.processing.RoundEnvironment;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.Element;
import javax.lang.model.element.ElementKind;
import javax.lang.model.element.Name;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import com.zlcook.processor.annotation.Id;
import com.zlcook.processor.annotation.Persistent;
import com.zlcook.processor.annotation.Property;

/**
* 类说明:hiberante注解处理器，用于根据实体bean的注解生成*.hbm.xml文件，处理时期在编译阶段。
*/
public class HibernateAnnotationProcessor extends AbstractProcessor {

    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnv) {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.init(processingEnv);
        System.out.println("HibernateAnnotationProcessor注解处理器初始化完成..............");
    }
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        
        //定义一个文件输出流，用于生成额外的文件
        PrintStream ps = null;
        try{
            //遍历每个被@Persistent修饰的class文件,使用RoundEnvironment来获取Annotation信息
            for( Element t : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(Persistent.class)){
                //获取正在处理的类名
                Name clazzName = t.getSimpleName();
                //获取类定义前的@Persistent Annotation
                Persistent per = t.getAnnotation(Persistent.class);
                //创建文件输出流
                String fileName =clazzName+".hbm.xml";
                ps = new PrintStream(new FileOutputStream(fileName));
                 // 执行输出
                 ps.println("<?xml version=\"1.0\"?>");
                 ps.println("<!DOCTYPE hibernate-mapping");
                 ps.println(" PUBLIC \"-// Hibernate/Hibernate Ma  pping DTD 3.0//EN\"");
                 ps.println(" \"http:// hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd\">");
                 ps.println("<hibernate-mapping>");
                 ps.print(" <class name=\"" + t);
                 // 输出per的table()的值
                 ps.println("\" table=\"" + per.table() + "\">");
                 //获取@Persistent修改类的各个属性字段。t.getEnclosedElements()获取该Elemet里定义的所有程序单元
                 for(Element ele : t.getEnclosedElements()){
                     
                     //只处理成员变量上的Annotation，ele.getKind()返回所代表的的程序单元
                     if( ele.getKind() == ElementKind.FIELD){
                        //被id注解修饰的字段
                         Id idAno= ele.getAnnotation(Id.class);
                         if( idAno != null){
                             String column =idAno.column();
                             String type =idAno.type();
                             String generator = idAno.generator();
                             // 执行输出
                               ps.println(" <id name=\"" + ele.getSimpleName() + "\" column=\"" + column + "\" type=\"" + type + "\">");
                               ps.println(" <generator class=\"" + generator + "\"/>");
                               ps.println(" </id>");
                         }
                         
                         //被Property注解修饰的字段
                         Property p = ele.getAnnotation(Property.class);
                         if( p !=null){
                             // 执行输出
                             ps.println(" <property name=\"" + ele.getSimpleName() + "\" column=\"" + p.column() + "\"type=\"" + p.type() + "\"/>");
                         }
                     }
                 }// end for
                 ps.println(" </class>");
                 ps.println("</hibernate-mapping>");
            }// end for 
            
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(ps!=null){
                try{
                    ps.close();
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return true;
    }
    /** 
     * 这里必须指定，这个注解处理器是注册给哪个注解的。注意，它的返回值是一个字符串的集合，包含本处理器想要处理的注解类型的合法全称 
     * @return  注解器所支持的注解类型集合，如果没有这样的类型，则返回一个空集合 
     */  
    @Override  
    public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() {  
        Set<String> annotataions = new LinkedHashSet<String>();  
        annotataions.add(Id.class.getCanonicalName());  
        annotataions.add(Property.class.getCanonicalName());  
        annotataions.add(Persistent.class.getCanonicalName());  
        return annotataions;  
    }  
  
    /** 
     * 指定使用的Java版本，通常这里返回SourceVersion.latestSupported()，默认返回SourceVersion.RELEASE_6 
     * @return  使用的Java版本 
     */
    @Override  
    public SourceVersion getSupportedSourceVersion() {  
        return SourceVersion.latestSupported();  
    }  
}

注解程序写完打包成jar文件。
打包成jar文件为使用注解处理器的程序提供依赖。
使用maven构建直接使用mvn install，这样就将项目打包成jar依赖到本地仓库中了。
使用java命令打包成jar文件：先用javac编译成.class文件，在使用jar命令打包成jar文件。
使用java命令打包成jar文件
源文件位置：E:\EclipseWorkspace\Cnu\annotation-processor\src\main\java，编译后.class文件存放到classes文件夹下，使用javac命令编译源代码需要指定.java文件，为了避免在命令行中敲太多代码，所以将要编译的源代码文件都列在了sources.list文件中。

源代码文件及编译后文件存放位置

source.list文件内容

执行编译命令javac
javac命令中指定UTF-8编码、编译后文件存放位置、需要编译的源文件

E:\EclipseWorkspace\Cnu\annotation-processor\src\main\java>javac -encoding UTF-8
 -d classes @sources.list

执行打包命令jar
将classes中的编译文件，打包成annotation-processor.jar文件。进入到classes目录中执行如下jar命令

E:\EclipseWorkspace\Cnu\annotation-processor\src\main\java\classes>jar -cvf annotation-processor.jar com

9.6.2 注解使用程序annotation

添加annotation-processor.jar依赖
注解处理程序写完并打成了jar包，将jar引入到annotation中使用。
使用maven则在pom.xml中声明一个依赖。因为该依赖只在编译阶段才使用所以范围采用provied。更多maven依赖范围

<dependency>
          <groupId>com.zlcook.processor</groupId>
          <artifactId>annotation-processor</artifactId>
          <version>0.0.5-SNAPSHOT</version>
          <scope>provided</scope>
      </dependency>

没有使用maven构建，只要保证运行项目时annotation-processor.jar在classpath路径中就行。根据你是用的开发工具而定，使用eclipse则将jar添加到编译路径中。
编写项目annotation
为了演示自定义注解和注解处理的作用：在编译时根据注解生成*.hbm.xml文件，所以写一个类Person就可以了。代码如下：

package com.zlcook.annotation.bean;
import com.zlcook.processor.annotation.Id;
import com.zlcook.processor.annotation.Persistent;
import com.zlcook.processor.annotation.Property;

/**
* @author 周亮 
* @version 创建时间：2017年2月19日 下午10:05:05
* 类说明:使用注解完成映射的实体类
*/
@Persistent(table="person_inf")
public class Person {
     @Id(column = "person_id", type = "integer", generator = "identity")
     private int id;
     @Property(column = "person_name", type = "string")
     private String name;
     @Property(column = "person_age", type = "integer")
     private int age;
     public int getId() {
      return id;
     }
     public void setId(int id) {
      this.id = id;
     }
     public String getName() {
      return name;
     }
     public void setName(String name) {
      this.name = name;
     }
     public int getAge() {
      return age;
     }
     public void setAge(int age) {
      this.age = age;
     }
}

9.6.3 运行效果演示

下面就使用javac命令和maven命令编译annotation项目，来演示HibernateAnnotationProcessor处理器的效果。看能不能在编译期生成Person.hbm.xml文件。
javac编译
- 将annotation-processor.jar拷贝到annotaion的源代码位置，当然你也可以拷贝到其它地方，主要为了引用方便。再新建一个存放编译文件的文件夹classes。如下：
  
  编译器文件情况
在该目录下执行javac 命令
javac命令中指定UTF-8编码、编译后文件存放位置、编译过程中依赖的文件、注解处理器类、需要编译的源文件

E:\EclipseWorkspace\Cnu\annotation\src\main\java>javac -encoding UTF-8 -d classes -classpath annotation-processor.jar -processor com.zlcook.processor.HibernateAnnotationProcessor com/zlcook/annotation/bean/Person.java

执行后效果
当前目录下出现了一个Person.hbm.xml文件

Paste_Image.png
Maven编译
使用maven编译，唯一需要动的的就是指明编译过程中需要的注解处理程序HibernateAnnotationProcessor。为此需要设置maven-compiler-plugin插件中compiler目标的参数。
在pom.xml中设置如下：

<build>
   <plugins>
    <plugin>
        <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
        <version>3.1</version>
        <executions>
          <execution>
            <id>default-compile</id>
            <phase>compile</phase>
            <goals>
              <goal>compile</goal>
            </goals>
            <configuration>
             <source>1.8</source>
             <target>1.8</target>
              <annotationProcessors>
                <annotationProcessor>com.zlcook.processor.HibernateAnnotationProcessor</annotationProcessor>
             </annotationProcessors> 
            </configuration>
          </execution>
        </executions>
      </plugin>
   </plugins>
  </build>

执行maven命令

mvn clean compile

执行完成后在项目根目录下就出现了Person.hbm.xml文件。

Person.hbm.xml内容如下：

<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE hibernate-mapping
 PUBLIC "-// Hibernate/Hibernate Ma  pping DTD 3.0//EN"
 "http:// hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd">
<hibernate-mapping>
 <class name="com.zlcook.annotation.bean.Person" table="person_inf">
 <id name="id" column="person_id" type="integer">
 <generator class="identity"/>
 </id>
 <property name="name" column="person_name"type="string"/>
 <property name="age" column="person_age"type="integer"/>
 </class>
</hibernate-mapping>