Java 注解原理

下面来看看 Java 中注解是如何实现的

创建注解类 Inter:

b03b4003377b4d029b2d23cafb006d36 (518×176)

创建测试类 Test:

cb1de608f83f4b00bdac61551195e792 (938×164)

在程序第二句设置断点, 可以看到:

f22aa9d0cbfc4a3482ac3666e7c343c2 (640×266)

可以看到, 注解的实例是一个动态代理类的对象.

要想查看这个动态代理类, 可以在代码中加

System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

添加系统代理, 将其导出为 class 文件

66ccacda40944afba7c99d21eea7c513 (945×191)

可以看到如下两个文件:

62f483597a9e4612ab05457f09501c6b (134×50)

反编译 $Proxy1.class, 如下:

8f805ffb76c24179ab000f71ea52b66e (805×169)

可以看到, 动态代理类是我们定义的注解实现类, 反编译 Inner.class, 如下:

67042d581e1147cda7204799f5b9fc8e (611×94)

可以看到, 注解接口继承了 java.lang.annotation.Annotation, 通过查看源码, 该类源码如下:

a8805d093af34431a013e8260cad8ff2 (549×133)

可以看到, 该类下的方法都被 $Proxy1 动态代理类实现了.

到此处, 我们已经知道 Inner 注解(接口)是一个继承了 Annotation 接口的特殊接口,而我们通过反射获取注解时,返回的是 Java 运行时生成的动态代理对象 $Proxy1,该类就是 Inner 注解(接口)的具体实现类。

那么, 代理类是如何处理方法的调用的呢?

我们知道, 动态代理方法的调用最终会传递给绑定的 InvocationHandler 实例的 invoke 方法处理。我们可以看看 $Proxy1 的源码

ac447ad166424e919589806effecef52 (732×209)

其中语句调用了父类的成员变量, 其父类为 Proxy, 查看该成员变量, 如下:

a12cf2d2c3eb4751b8a2e18be135011d (607×117)

可以看到, h 对象类型就是 InvocationHandler 接口的某个实现类

我们在 Proxy 类的构造方法处设置断点:

f40e1798730a4423bdef50a43862c716 (595×96)

通过断点可以查看 h 具体是哪个对象:

925c44db90c4493fa183cb5a9c680407 (640×227)

可以看到, 该动态代理类为 AnnotationInvocationHandler 对象, 查看该类的 invoke 方法如下:

d6bba51caaf54678b735d8c22acdd4c6 (640×869)

其中的 memberValues 变量是以方法名为 key, 以变量为 value 的, 如下:

c16506ba25504c398fbf13194c3d5ded (925×119)

那么, 这个 memberValues 变量是从哪来的呢?

5c433a18040340afa061f7ab95ef9361 (1115×220)

可以看到, 其是在构造函数中进行设置的.

反编译我们的 Test 类, 看到:

Java 注解原理

所以中间有一个类, 负责创建代理对象 AnnotationInvocationHandler, 其将变量从常量池中取出并创建 map, 进而创建代理对象, 这个类就是 AnnotationParser, 在此不细说了, 感兴趣的可以自行断点调试查看.


总结

注解本质是一个继承了 Annotation 的特殊接口,其具体实现类是 Java 运行时生成的动态代理类。通过代理对象调用自定义注解(接口)的方法,会最终调用 AnnotationInvocationHandler 的 invoke 方法。该方法会从 memberValues 这个 Map 中索引出对应的值。而 memberValues 的来源是 Java 常量池。