Java基础——注解

分手后的思念是犯贱 2021-10-13 03:51 271阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1. 引言
 *  2. 语法规范
 *   *  2.1 继承的Annotation父接口
     *  2.2 @Target中的参数ElementType
     *  2.3 @Retention中的参数RetentionPolicy
     *  2.4 成员变量
 *  3. 获取注解信息
 *   *  3.1 使用场景——框架初始化过程中递归获取注解以及注解的注解
     *  3.2 使用场景——框架初始化过程中模拟扫描jar包和文件夹中的所有注解
 *  4. 注解的作用
 *   *  4.1 编译检查
     *  4.2 在反射中使用 Annotation
     *  4.3 根据 Annotation 生成帮助文档
 *  5. Spring中的注解编程模型
 *  6. 参考

# 1. 引言 #

注解@interface不是接口是注解类，在jdk1.5之后加入的功能，使用@interface自定义注解时，自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口。  
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。  
在Java API文档中特意强调了如下内容：  
Annotation是所有注释类型的公共扩展接口。注意，手动扩展这个接口并不定义注释类型。还要注意，这个接口本身并不定义注释类型。注释类型的更多信息可以在Java™语言规范的9.6节。

# 2. 语法规范 #

我们以spring中的@component注解为例，其格式如下所示

@Target(ElementType.TYPE)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Indexed
    public @interface Component {
    
    	String value() default "";
    
    }

其中主要包括四个部分

## 2.1 继承的Annotation父接口 ##

public interface Annotation {
    
        boolean equals(Object obj);
    
        int hashCode();
    
        String toString();
    
        Class<? extends Annotation> annotationType();
    }

## 2.2 @Target中的参数ElementType ##

public enum ElementType {
        TYPE,               /* 类、接口（包括注释类型）或枚举声明  */
    
        FIELD,              /* 字段声明（包括枚举常量）  */
    
        METHOD,             /* 方法声明  */
    
        PARAMETER,          /* 参数声明  */
    
        CONSTRUCTOR,        /* 构造方法声明  */
    
        LOCAL_VARIABLE,     /* 局部变量声明  */
    
        ANNOTATION_TYPE,    /* 注释类型声明  */
    
        PACKAGE             /* 包声明  */
    }

## 2.3 @Retention中的参数RetentionPolicy ##

public enum RetentionPolicy {
        SOURCE,            /* Annotation信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后就没有该Annotation信息了  */
    
        CLASS,             /* 编译器将Annotation存储于类对应的.class文件中。默认行为  */
    
        RUNTIME            /* 编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入 */
    }

## 2.4 成员变量 ##

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关键字设置默认值，没设置默认值的变量则使用时必须提供，有默认值的变量使用时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 20;
    }
    
    //使用
    public class Test{
      @MyTag(name="test")
      public void info(){}
    }

# 3. 获取注解信息 #

可以通过反射的方式获取注解在某个元素上的注解和其中的值，在Java反射类库reflect中，Class类实现了AnnotatedElement接口，其中包含多个获取annotation的方法

package java.lang.reflect;
    
        boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)；
    
        <T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass);
        //这个方法检测其参数是否是可重复的注释类型(JLS 9.6)，如果是，则尝试通过“查看”容器注释来查找该类型的一个或多个注释。
        //该方法的调用者可以自由地修改返回的数组;它对返回给其他调用者的数组没有影响。
        <T extends Annotation> T[] getAnnotationsByType(Class<T> annotationClass);
    
        Annotation[] getAnnotations();
    
        //如果直接存在指定类型的注释，则返回该元素的注释，否则为空。此方法忽略继承的注释。
        <T extends Annotation> T getDeclaredAnnotation(Class<T> annotationClass)；
        //与上面相同，考虑可重复的注释类型
        <T extends Annotation> T[] getDeclaredAnnotationsByType(Class<T> annotationClass);
    
        //如果直接存在指定类型的注释，则返回该元素的注释，否则为空。此方法忽略继承的注释。
        Annotation[] getDeclaredAnnotations();

## 3.1 使用场景——框架初始化过程中递归获取注解以及注解的注解 ##

/**
     * 递归搜索所有的注解，模拟框架搜索注解过程，以当前的类注解为例
     */
    @Component
    public class SearchMetaAnnations {
      public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        List<String> test = new ArrayList<>();
        Annotation[] annotations = SearchMetaAnnations.class.getAnnotations();
        Set<Annotation> set = new HashSet<>();
        for (Annotation annotation : annotations){
          recursivelyAnnotaion(annotation,set);
        }
        System.out.println(set);
      }
    
      //递归获取注解的注解
      public static void recursivelyAnnotaion(Annotation annotation, Set<Annotation> set){
        //通过set元素唯一的特点来实现递归搜索所有的注解
        if (set.add(annotation)){
          //获取注解的注解数组
          if (annotation.annotationType().getAnnotations().length > 0){
            //搜索子注解
            for (Annotation childAnnotation : annotation.annotationType().getAnnotations()){
              recursivelyAnnotaion(childAnnotation,set);
            }
    
          }
          System.out.println(annotation.annotationType().getName());
        }
    
      }
    }

## 3.2 使用场景——框架初始化过程中模拟扫描jar包和文件夹中的所有注解 ##

/**
     * 一个简单的模拟搜索包下面所有注解的工具类
     */
    public class SearchAnnationsInPackage {
    
      public static void main(String[] args) {
    
        // 包下面的类
        Set<Class<?>> clazzs = getClasses("designPattern");
        if (clazzs == null) {
          return;
        }
    
        System.out.println( "class总量：" + clazzs.size());
        // 某类或者接口的子类
        //Set<Class<?>> inInterface = getByInterface(Object.class, clazzs);
        //System.out.printf(inInterface.size() + "");
    
        for (Class<?> clazz : clazzs) {
    
          // 获取类上的注解
          Annotation[] annos = clazz.getAnnotations();
          for (Annotation anno : annos) {
            System.out.println(clazz.getSimpleName().concat(".").concat(anno.annotationType().getSimpleName()));
          }
    
          // 获取方法上的注解
          Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
          for (Method method : methods) {
            Annotation[] annotations = method.getDeclaredAnnotations();
            for (Annotation annotation : annotations) {
              System.out.println(clazz.getSimpleName().concat(".").concat(method.getName()).concat(".")
                  .concat(annotation.annotationType().getSimpleName()));
            }
          }
        }
      }
    
      /**
       * 从包package中获取所有的Class
       *
       * @param pack
       * @return
       */
      public static Set<Class<?>> getClasses(String pack) {
    
        // 第一个class类的集合
        Set<Class<?>> classes = new LinkedHashSet<>();
        // 是否循环迭代
        boolean recursive = true;
        // 获取包的名字 并进行替换
        String packageName = pack;
        String packageDirName = packageName.replace('.', '/');
        // 定义一个枚举的集合 并进行循环来处理这个目录下的things
        Enumeration<URL> dirs;
        try {
          dirs = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResources(packageDirName);
          // 循环迭代下去
          while (dirs.hasMoreElements()) {
            // 获取下一个元素
            URL url = dirs.nextElement();
            // 得到协议的名称
            String protocol = url.getProtocol();
            // 如果是以文件的形式保存在服务器上
            if ("file".equals(protocol)) {
              System.err.println("file类型的扫描");
              // 获取包的物理路径
              String filePath = URLDecoder.decode(url.getFile(), "UTF-8");
              // 以文件的方式扫描整个包下的文件 并添加到集合中
              findAndAddClassesInPackageByFile(packageName, filePath, recursive, classes);
            } else if ("jar".equals(protocol)) {
              // 如果是jar包文件
              // 定义一个JarFile
              // System.err.println("jar类型的扫描");
              JarFile jar;
              try {
                // 获取jar
                jar = ((JarURLConnection) url.openConnection()).getJarFile();
                // 从此jar包 得到一个枚举类
                Enumeration<JarEntry> entries = jar.entries();
                // 同样的进行循环迭代
                while (entries.hasMoreElements()) {
                  // 获取jar里的一个实体 可以是目录 和一些jar包里的其他文件 如META-INF等文件
                  JarEntry entry = entries.nextElement();
                  String name = entry.getName();
                  // 如果是以/开头的
                  if (name.charAt(0) == '/') {
                    // 获取后面的字符串
                    name = name.substring(1);
                  }
                  // 如果前半部分和定义的包名相同
                  if (name.startsWith(packageDirName)) {
                    int idx = name.lastIndexOf('/');
                    // 如果以"/"结尾 是一个包
                    if (idx != -1) {
                      // 获取包名 把"/"替换成"."
                      packageName = name.substring(0, idx).replace('/', '.');
                    }
                    // 如果可以迭代下去 并且是一个包
                    if ((idx != -1) || recursive) {
                      // 如果是一个.class文件 而且不是目录
                      if (name.endsWith(".class") && !entry.isDirectory()) {
                        // 去掉后面的".class" 获取真正的类名
                        String className = name.substring(packageName.length() + 1, name.length() - 6);
                        try {
                          // 添加到classes
                          classes.add(Class.forName(packageName + '.' + className));
                        } catch (ClassNotFoundException e) {
                          e.printStackTrace();
                        }
                      }
                    }
                  }
                }
              } catch (IOException e) {
                // log.error("在扫描用户定义视图时从jar包获取文件出错");
                e.printStackTrace();
              }
            }
          }
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
    
        return classes;
      }
    
      /**
       * 以文件的形式来获取包下的所有Class
       *
       * @param packageName
       * @param packagePath
       * @param recursive
       * @param classes
       */
      public static void findAndAddClassesInPackageByFile(String packageName, String packagePath, final boolean recursive,
                                                          Set<Class<?>> classes) {
        // 获取此包的目录 建立一个File
        File dir = new File(packagePath);
        // 如果不存在或者 也不是目录就直接返回
        if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) {
          // log.warn("用户定义包名 " + packageName + " 下没有任何文件");
          return;
        }
        // 如果存在 就获取包下的所有文件 包括目录
        File[] dirfiles = dir.listFiles(new FileFilter() {
          // 自定义过滤规则 如果可以循环(包含子目录) 或则是以.class结尾的文件(编译好的java类文件)
          public boolean accept(File file) {
            return (recursive && file.isDirectory()) || (file.getName().endsWith(".class"));
          }
        });
        // 循环所有文件
        for (File file : dirfiles) {
          // 如果是目录 则继续扫描
          if (file.isDirectory()) {
            findAndAddClassesInPackageByFile(packageName + "." + file.getName(), file.getAbsolutePath(), recursive,
                classes);
          } else {
            // 如果是java类文件 去掉后面的.class 只留下类名
            String className = file.getName().substring(0, file.getName().length() - 6);
            try {
              // 添加到集合中去
              // classes.add(Class.forName(packageName + '.' + className));
              // 经过回复同学的提醒，这里用forName有一些不好，会触发static方法，没有使用classLoader的load干净
              classes.add(
                  Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass(packageName + '.' + className));
            } catch (ClassNotFoundException e) {
              // log.error("添加用户自定义视图类错误 找不到此类的.class文件");
              e.printStackTrace();
            }
          }
        }
      }
    
      @SuppressWarnings({"rawtypes", "unchecked"})
      public static Set<Class<?>> getByInterface(Class clazz, Set<Class<?>> classesAll) {
        Set<Class<?>> classes = new LinkedHashSet<Class<?>>();
        // 获取指定接口的实现类
        if (!clazz.isInterface()) {
          try {
            /**
             * 循环判断路径下的所有类是否继承了指定类 并且排除父类自己
             */
            Iterator<Class<?>> iterator = classesAll.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
              Class<?> cls = iterator.next();
              /**
               * isAssignableFrom该方法的解析，请参考博客：
               * http://blog.csdn.net/u010156024/article/details/44875195
               */
              if (clazz.isAssignableFrom(cls)) {
                if (!clazz.equals(cls)) {// 自身并不加进去
                  classes.add(cls);
                } else {
    
                }
              }
            }
          } catch (Exception e) {
            System.out.println("出现异常");
          }
        }
        return classes;
      }
    }

# 4. 注解的作用 #

Annotation 是一个辅助类，它在 Junit、Struts、Spring 等工具框架中被广泛使用。

## 4.1 编译检查 ##

Annotation 具有"让编译器进行编译检查的作用"。例如，@SuppressWarnings, @Deprecated 和 @Override 都具有编译检查作用。

## 4.2 在反射中使用 Annotation ##

在reflect库中的的Class, Method, Field 等类都实现了AnnotatedElement接口，这也意味着，我们可以在反射中解析并使用 Annotation，详细是使用方法可以参考第三节中的内容。

## 4.3 根据 Annotation 生成帮助文档 ##

通过给 Annotation 注解加上 @Documented 标签，能使该 Annotation 标签出现在 javadoc 中。

# 5. Spring中的注解编程模型 #

请至[传送门][Link 1]看我的另一篇设计模式相关的总结

# 6. 参考 #

https://www.runoob.com/w3cnote/java-annotation.html  
https://www.jianshu.com/p/28edf5352b63  
https://www.cnblogs.com/rinack/p/7606285.html