深入理解Java:注解

注解作用:每当你创建描述符性质的类或者接口时, 一旦其中包含重复性的工作,就可以考虑使用注解来简化与自动化该过程。

Java 提供了四种元注解,专门负责新注解的创建工作。

 

元注解

  元注解的作用就是负责注解其他注解。Java5.0 定义了 4 个标准的 meta-annotation 类型,它们被用来提供对其它 annotation 类型作说明。Java5.0 定义的元注解:
    1.@Target,
    2.@Retention,
    3.@Documented,
    4.@Inherited
  这些类型和它们所支持的类在 java.lang.annotation 包中可以找到。下面我们看一下每个元注解的作用和相应分参数的使用说明。

 

@Target

   @Target 说明了 Annotation 所修饰的对象范围:Annotation 可被用于 packages、types(类、接口、枚举、Annotation 类型)、类型成员(方法、构造方法、成员变量、枚举值)、方法参数和本地变量(如循环变量、catch 参数)。在 Annotation 类型的声明中使用了 target 可更加明晰其修饰的目标。

  作用:用于描述注解的使用范围(即:被描述的注解可以用在什么地方)

  取值 (ElementType) 有:

    1.CONSTRUCTOR: 用于描述构造器
    2.FIELD: 用于描述域
    3.LOCAL_VARIABLE: 用于描述局部变量
    4.METHOD: 用于描述方法
    5.PACKAGE: 用于描述包
    6.PARAMETER: 用于描述参数
    7.TYPE: 用于描述类、接口 (包括注解类型) 或 enum 声明

使用示例:

/***
 *
 * 实体注解接口
 */
@Target(value = {ElementType.TYPE})
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Entity {
    /***
     * 实体默认 firstLevelCache 属性为 false
     * @return boolean
     */
    boolean firstLevelCache() default false;
    /***
     * 实体默认 secondLevelCache 属性为 false
     * @return boolean
     */
    boolean secondLevelCache() default true;
    /***
     * 表名默认为空
     * @return String
     */
    String tableName() default "";
    /***
     * 默认以 "" 分割注解
     */
    String split() default "";
}

 

 

@Retention

  @Retention定义了该 Annotation 被保留的时间长短:某些 Annotation 仅出现在源代码中,而被编译器丢弃;而另一些却被编译在 class 文件中;编译在 class 文件中的 Annotation 可能会被虚拟机忽略,而另一些在 class 被装载时将被读取(请注意并不影响 class 的执行,因为 Annotation 与 class 在使用上是被分离的)。使用这个 meta-Annotation 可以对 Annotation 的“生命周期”限制。

  作用:表示需要在什么级别保存该注释信息,用于描述注解的生命周期(即:被描述的注解在什么范围内有效)

  取值(RetentionPoicy)有:

    1.SOURCE: 在源文件中有效(即源文件保留)
    2.CLASS: 在 class 文件中有效(即 class 保留)
    3.RUNTIME: 在运行时有效(即运行时保留)

 

使用示例:

/***
 * 字段注解接口
 */
@Target(value = {ElementType.FIELD})//注解可以被添加在属性上
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)//注解保存在 JVM 运行时刻, 能够在运行时刻通过反射 API 来获取到注解的信息
public @interface Column {String name();//注解的 name 属性
}

Column 注解的的 RetentionPolicy 的属性值是 RUTIME, 这样注解处理器可以通过反射,获取到该注解的属性值,从而去做一些运行时的逻辑处理

 

@Documented

  @Documented 用于描述其它类型的 annotation 应该被作为被标注的程序成员的公共 API,因此可以被例如 javadoc 此类的工具文档化。Documented 是一个标记注解,没有成员。

@Inherited

  @Inherited 元注解是一个标记注解,@Inherited 阐述了某个被标注的类型是被继承的。如果一个使用了 @Inherited 修饰的 annotation 类型被用于一个 class,则这个 annotation 将被用于该 class 的子类。

  注意:@Inherited annotation 类型是被标注过的 class 的子类所继承。类并不从它所实现的接口继承 annotation,方法并不从它所重载的方法继承 annotation。

  当 @Inherited annotation 类型标注的 annotation 的 Retention 是 RetentionPolicy.RUNTIME,则反射 API 增强了这种继承性。如果我们使用 java.lang.reflect 去查询一个 @Inherited annotation 类型的 annotation 时,反射代码检查将展开工作:检查 class 和其父类,直到发现指定的 annotation 类型被发现,或者到达类继承结构的顶层。

 

自定义注解

  使用 @interface 自定义注解时,自动继承了 java.lang.annotation.Annotation 接口,由编译程序自动完成其他细节。在定义注解时,不能继承其他的注解或接口。@interface 用来声明一个注解,其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数。方法的名称就是参数的名称,返回值类型就是参数的类型(返回值类型只能是基本类型、Class、String、enum)。可以通过 default 来声明参数的默认值。

  定义注解格式:
  public @interface 注解名 {定义体}

  注解参数的可支持数据类型:

    1. 所有基本数据类型(int,float,boolean,byte,double,char,long,short)
    2.String 类型
    3.Class 类型
    4.enum 类型
    5.Annotation 类型
    6. 以上所有类型的数组

  Annotation 类型里面的参数该怎么设定: 
  第一, 只能用 public 或默认 (default) 这两个访问权修饰. 例如,String value(); 这里把方法设为 defaul 默认类型;   
  第二, 参数成员只能用基本类型 byte,short,char,int,long,float,double,boolean 八种基本数据类型和 String,Enum,Class,annotations 等数据类型, 以及这一些类型的数组. 例如,String value(); 这里的参数成员就为 String;  
  第三, 如果只有一个参数成员, 最好把参数名称设为 "value", 后加小括号. 例: 下面的例子 FruitName 注解就只有一个参数成员。

  简单的自定义注解和使用注解实例:

示例 1:

/***
 * 主键注解接口
 */
@Target(value = {ElementType.FIELD})
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Id {
}

 

示例 2:

/** 属性不需要被持久化注解 **/
@Target(value = {ElementType.FIELD})
@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Transient {
}

注解元素的默认值:

  注解元素必须有确定的值,要么在定义注解的默认值中指定,要么在使用注解时指定,非基本类型的注解元素的值不可为 null。因此, 使用空字符串或 0 作为默认值是一种常用的做法。这个约束使得处理器很难表现一个元素的存在或缺失的状态,因为每个注解的声明中,所有元素都存在,并且都具有相应的值,为了绕开这个约束,我们只能定义一些特殊的值,例如空字符串或者负数,一次表示某个元素不存在,在定义注解时,这已经成为一个习惯用法。

 

定义了注解,并在需要的时候给相关类,类属性加上注解信息,如果没有响应的注解信息处理流程,注解可以说是没有实用价值。如何让注解真真的发挥作用,主要就在于注解处理方法,下一步我们将学习注解信息的获取和处理!

 

如果没有用来读取注解的方法和工作,那么注解也就不会比注释更有用处了。使用注解的过程中,很重要的一部分就是创建于使用注解处理器。Java SE5 扩展了反射机制的 API,以帮助程序员快速的构造自定义注解处理器。

注解处理器类库 (java.lang.reflect.AnnotatedElement):

  Java 使用 Annotation 接口来代表程序元素前面的注解,该接口是所有 Annotation 类型的父接口。除此之外,Java 在 java.lang.reflect 包下新增了 AnnotatedElement 接口,该接口代表程序中可以接受注解的程序元素,该接口主要有如下几个实现类:

  Class:类定义
  Constructor:构造器定义
  Field:累的成员变量定义
  Method:类的方法定义
  Package:类的包定义

  java.lang.reflect 包下主要包含一些实现反射功能的工具类,实际上,java.lang.reflect 包所有提供的反射 API 扩充了读取运行时 Annotation 信息的能力。当一个 Annotation 类型被定义为运行时的 Annotation 后,该注解才能是运行时可见,当 class 文件被装载时被保存在 class 文件中的 Annotation 才会被虚拟机读取。
  AnnotatedElement 接口是所有程序元素(Class、Method 和 Constructor)的父接口,所以程序通过反射获取了某个类的 AnnotatedElement 对象之后,程序就可以调用该对象的如下四个个方法来访问 Annotation 信息:

  方法 1:<T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass): 返回改程序元素上存在的、指定类型的注解,如果该类型注解不存在,则返回 null。
  方法 2:Annotation[] getAnnotations(): 返回该程序元素上存在的所有注解。
  方法 3:boolean is AnnotationPresent(Class<?extends Annotation> annotationClass): 判断该程序元素上是否包含指定类型的注解,存在则返回 true,否则返回 false.
  方法 4:Annotation[] getDeclaredAnnotations():返回直接存在于此元素上的所有注释。与此接口中的其他方法不同,该方法将忽略继承的注释。(如果没有注释直接存在于此元素上,则返回长度为零的一个数组。)该方法的调用者可以随意修改返回的数组;这不会对其他调用者返回的数组产生任何影响。

  一个简单的注解处理器:

/*********** 注解声明 ***************/

/

  • 水果名称注解
  • @author peida

*/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface FruitName {
String value()
default "";
}

/

  • 水果颜色注解
  • @author peida

/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface FruitColor {
/
*
* 颜色枚举
* @author peida
*
*/
public enum Color{BULE,RED,GREEN};

</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">/*</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*
 * 颜色属性
 * @return
 </span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*/</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">
Color fruitColor() </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">default</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> Color.GREEN;

}

/

  • 水果供应者注解
  • @author peida

/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface FruitProvider {
/
*
* 供应商编号
* @return
*/
public int id() default -1;

</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">/*</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*
 * 供应商名称
 * @return
 </span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*/</span>
<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> String name() <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">default</span> <span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">""</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">;

</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">/*</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*
 * 供应商地址
 * @return
 </span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*/</span>
<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> String address() <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">default</span> <span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">""</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">;

}

/注解使用****/

public class Apple {

@FruitName(</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">Apple</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">)
</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">private</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> String appleName;

@FruitColor(fruitColor</span>=<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">Color.RED)
</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">private</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> String appleColor;

@FruitProvider(id</span>=<span style="color: rgba(128, 0, 128, 1)">1</span>,name=<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">陕西红富士集团</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span>,address=<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">陕西省西安市延安路89号红富士大厦</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">)
</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">private</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> String appleProvider;

</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">void</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> setAppleColor(String appleColor) {
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">this</span>.appleColor =<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> appleColor;
}
</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> String getAppleColor() {
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">return</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> appleColor;
}

</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">void</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> setAppleName(String appleName) {
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">this</span>.appleName =<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> appleName;
}
</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> String getAppleName() {
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">return</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> appleName;
}

</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">void</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> setAppleProvider(String appleProvider) {
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">this</span>.appleProvider =<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> appleProvider;
}
</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> String getAppleProvider() {
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">return</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> appleProvider;
}

</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">void</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> displayName(){
    System.</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">out</span>.println(<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">水果的名字是:苹果</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">);
}

}

/注解处理器****/

public class FruitInfoUtil {
public static void getFruitInfo(Class<?> clazz){

    String strFruitName</span>=<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)"> 水果名称:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">;
    String strFruitColor</span>=<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)"> 水果颜色:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">;
    String strFruitProvicer</span>=<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">供应商信息:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">;
    
    Field[] fields </span>=<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> clazz.getDeclaredFields();
    
    </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">for</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">(Field field :fields){
        </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">if</span>(field.isAnnotationPresent(FruitName.<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">)){
            FruitName fruitName </span>= (FruitName) field.getAnnotation(FruitName.<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">);
            strFruitName</span>=strFruitName+<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">fruitName.value();
            System.</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">out</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">.println(strFruitName);
        }
        </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">else</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">if</span>(field.isAnnotationPresent(FruitColor.<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">)){
            FruitColor fruitColor</span>= (FruitColor) field.getAnnotation(FruitColor.<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">);
            strFruitColor</span>=strFruitColor+<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">fruitColor.fruitColor().toString();
            System.</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">out</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">.println(strFruitColor);
        }
        </span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">else</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">if</span>(field.isAnnotationPresent(FruitProvider.<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">)){
            FruitProvider fruitProvider</span>= (FruitProvider) field.getAnnotation(FruitProvider.<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">);
            strFruitProvicer</span>=<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)"> 供应商编号:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span>+fruitProvider.id()+<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)"> 供应商名称:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span>+fruitProvider.name()+<span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)"> 供应商地址:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span>+<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">fruitProvider.address();
            System.</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">out</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">.println(strFruitProvicer);
        }
    }
}

}

/输出结果****/
public class FruitRun {

</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">/*</span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*
 * @param args
 </span><span style="color: rgba(0, 128, 0, 1)">*/</span>
<span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">public</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">static</span> <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">void</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)"> main(String[] args) {
    
    FruitInfoUtil.getFruitInfo(Apple.</span><span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">class</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">);
    
}

}

====================================
水果名称:Apple
水果颜色:RED
供应商编号:
1 供应商名称:陕西红富士集团 供应商地址:陕西省西安市延安路 89 号红富士大厦

Java 注解的基础知识点(见下面导图)基本都过了一遍,下一篇我们通过设计一个基于注解的简单的 ORM 框架,来综合应用和进一步加深对注解的各个知识点的理解和运用。

 

 

参考:

深入理解 Java:注解(Annotation)-- 注解处理器