Java中的注解是如何起作用的

心已赠人 2024-04-19 08:40 62阅读 0赞

在Java中注解是很重要的一个组成部分，它是从`J2SE 5.0`开始就存在的。我们在日常开发的应用中应该已经见过类似于`@Override`和`@Deprecated`注解。在这篇文章中，我讨论注解是什么，为什么他们会存在，他们如何起作用，如何自定义注解（有代码示例），注解的有效使用场景，最后会说注解和`ADF`。这将是一个很长的帖子，所以拿一些咖啡，准备潜入注解的世界。

### 1. 注解是什么？ ###

用一个单词来解释注解的概念，那就是`metadata`。`metadata`是关于数据的数据。因此注解是代码的元数据。例如，看一下下面的代码片段：

@Override
    public String toString() { 
    	return "This is String Representation of current object.";
    }

我重写了`toString()`方法，并且在代码上面使用了`@Override`注解。即使我不加`@Override`注解，代码也可以正常运行部存在任何问题。所以加该注解的优点和该注解代表的含义是什么？`@Override`注解告诉编译器该方法是一个被重写的方法（有关方法的`metadata`）。如果父类中不存在任何此类方法，则抛出编译器错误（方法不会覆盖其父类中的方法）。现在，如果我犯一个排版的错误，并且使用方法名字如 `toStrring() {double r}`,并且没有使用`@Override`注解，我们代码可以成功变异和执行，但是它的输出与我的预期结果不是一致的。所以现在，我们理解注解是什么，但仍然，阅读正式定义是好的。

注解是一种特殊的`Java`构造，用于修饰类，方法，字段，参数，变量，构造函数或包。  
它是`JSR-175`选择提供元数据的工具。

### 2. 为什么要引入注解？ ###

在注解之前（甚至之后），`XML`被广泛用于`metadata`，并且不知何故，一组特定的应用程序开发人员和架构师认为`XML`维护变得很麻烦。他们想要的东西可以与代码紧密结合，而不是`XML`，它与代码非常松散耦合（在某些情况下，几乎是分开的）。如果你谷歌`XML与注解`，你会发现很多有趣的辩论。一个有趣的观点是，引入了`XML`配置来将配置与代码分开。最后两个陈述可能会在你的脑海中产生一些怀疑，这两个是创建一个循环，但两者都有其优点和缺点。让我们试着用一个例子来理解。

假设您要设置一些应用程序范围的常量/参数。在这种情况下，`XML`将是更好的选择，因为这与任何特定的代码片段无关。如果要将某个方法公开为服务，则注解将是更好的选择，因为它需要与该方法紧密耦合，并且方法的开发人员必须意识到这一点。

另一个重要因素是注解定义了在代码中定义元数据的标准方法。在注解之前，人们还使用自己的方式来定义元数据。一些示例使用标记接口，注解，`transient`关键字等。每个开发人员都需要以自己的方式来决定元数据，但是注解是的东西标准化。

目前，大多数框架都使用`XML`和`Annotations`的组合来利用两者的积极方面。

### 3. 注解如何起作用以及如何自定义注解 ###

在开始此解释之前，我建议您下载此示例代码[AnnotationsSample.zip][],并在您选择的任何`IDE`中保持开放，因为它将帮助您更好地理解以下解释。

编写注解非常简单。您可以将注解定义与接口定义进行比较。让我们看两个例子，一个是标准的`@Override`注解，一个是`@Todo`的自定义注解

@Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
       public @interface Override { 
    }

`@Override`似乎有点可疑;它没有做任何事情 ，它只是检查是否在父类中定义了一个方法。  
好吧，不要惊讶;我不是在开玩笑。`@Override`注解的定义只包含那么多代码。  
这是要理解的最重要的部分，我正在重申：**注解只是metadata，不包含任何业务逻辑**。

艰难消化但真实。如果注释不包含逻辑，那么其他人必须做某事并且某人是此注解`metadata`的使用者。注解仅提供有关定义它的属性（类/方法/包/字段）的信息。使用者是一段代码，它读取此信息然后执行必要的逻辑。

当我们讨论像`@Override`这样的标准注解时，`JVM`就是消费者，它在字节码级别起作用。  
这是应用程序开发人员无法控制的东西，也不能用于自定义注解。所以我们需要为我们的注解写消费者。

让我们逐一理解用于编写注解的关键术语。在上面的示例中，您将看到注解用于注解。

当写自定义注解的时候`J2SE 5.0`在`java.lang.annotation`包中提供了四种注解可以被使用：

*  `@Documented`:是否将注解放在`Javadocs`
 *  `@Retention`:当需要注解的时候
 *  `@Target`:注解作用的位置
 *  `@Inherited`: 子类是否获得注解

`@Documented`：一个简单的市场注解，告诉您是否在Java文档中添加注解。

`@Retention` ：定义注解应保留多长时间。

*  `RetentionPolicy.SOURCE`: 在编译期间丢弃。编译完成后，这些注解没有任何意义，因此它们不会写入字节码。示例：`@Override`，`@ SuppressWarnings`
 *  `RetentionPolicy.CLASS`: 在类加载期间丢弃。在进行字节码级后处理时很有用。这是默认值。
 *  `RetentionPolicy.RUNTIME`: 不会丢弃。注解应该可以在运行时进行反射。这是我们通常用于自定义注解的内容。

`@Target`: 可以放置注解的位置。如果不指定，则可以将注解放在任何位置。以下是有效值。  
这里的一个重点是它只是包容性，这意味着如果你想要对7个属性进行注解并且只想要只排除一个属性，则需要在定义目标时包括所有7个。

*  `ElementType.TYPE (class, interface, enum)`
 *  `ElementType.FIELD (instance variable)`
 *  `ElementType.METHOD`
 *  `ElementType.PARAMETER`
 *  `ElementType.CONSTRUCTOR`
 *  `ElementType.LOCAL_VARIABLE`
 *  `ElementType.ANNOTATION_TYPE (on another annotation)`
 *  `ElementType.PACKAGE (remember package-info.java)`

`@Inherited`: 控制注解是否应该影响子类。

现在，注解定义中的内容是什么？注解仅支持基本数据类型，字符串和枚举。注解的所有属性都定义为方法，也可以提供默认值。

@Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @interface 
    Todo { 
    	public enum Priority { LOW, MEDIUM, HIGH}
    	public enum Status { STARTED, NOT_STARTED}
    	String author() default "Yash";
    	Priority priority() default Priority.LOW;
    	Status status() default Status.NOT_STARTED;
    }

以下是如何使用上述注解的示例：

@Todo(priority = Todo.Priority.MEDIUM, author = "Yashwant", status = Todo.Status.STARTED)
    public void incompleteMethod1() { 
        //Some business logic is written
        //But it’s not complete yet
    }

如果注释中只有一个属性，则应将其命名为`value`，并且在使用时可以在没有属性名称的情况下使用它。

@interface Author{ 
    	String value();
    }
    @Author("Yashwant")
    	public void someMethod() { 
    }

到现在为止还挺好。我们定义了自定义注解并将其应用于某些业务逻辑方法。现在，是时候写一个消费者了。为此，我们需要使用反射。如果您熟悉反射代码，您就知道反射提供了`Class`，`Method`和`Field`对象。所有这些都有一个`getAnnotation()`方法，它返回注解对象。我们需要将此对象转换为自定义注解（在使用`instanceOf()`检查之后），然后，我们可以调用自定义注解中定义的方法。  
让我们看一下使用上面注解的示例代码：

Class businessLogicClass = BusinessLogic.class;
    for(Method method : businessLogicClass.getMethods()) { 
        Todo todoAnnotation = (Todo)method.getAnnotation(Todo.class);
        if(todoAnnotation != null) { 
            System.out.println(" Method Name : " + method.getName());
            System.out.println(" Author : " + todoAnnotation.author());
            System.out.println(" Priority : " + todoAnnotation.priority());
            System.out.println(" Status : " + todoAnnotation.status());
        }
    }

### 用例注解 ###

注解非常强大，`Spring`和`Hibernate`等框架非常广泛地使用注解进行日志记录和验证。  
注解可以在使用标记接口的位置使用。标记接口适用于完整的类，但您可以定义可以在单个方法上使用的注解，例如，某个方法是否作为服务方法公开。

在`servlet`规范3.0中，引入了许多注解，尤其是与`servlet`安全性相关的注解。我们来看看几个：

*  `HandlesTypes` \- 用于声明传递给`ServletContainerInitializer`的应用程序类数组。
 *  `HttpConstraint` \- 此注解表示应用于具有HTTP协议方法类型的所有请求的安全性约束，这些类型在`ServletSecurity`注解中未由相应的`HttpMethodConstraint`表示。
 *  `HttpMethodConstraint` \- 特定的安全性约束可以应用于不同类型的请求，通过在`ServletSecurity`注解内使用此注解来区分`HTTP`协议方法类型。
 *  `MultipartConfig` \- 此注解用于指示声明它的`Servlet`期望使用`multipart / form-data MIME`类型进行请求。
 *  `ServletSecurity` \- 在`Servlet`实现类上声明此注解，以强制对`HTTP`协议请求进行安全性约束。
 *  `WebFilter` \- 用于声明Servlet过滤器的注解。
 *  `WebInitParam` \- 用于在`WebFilter`或`WebServlet`注解内的`Servlet`或`Filter`上声明初始化参数的注解。
 *  `WebListener` \- 用于在给定`Web`应用程序上下文中为各种类型的事件声明侦听器的注解。
 *  `WebServlet`\- 此注解用于声明`Servlet`的配置。

### ADF（应用程序开发框架）和注解 ###

现在，我们在讨论的最后部分：应用程序开发框架，也称为`ADF`。`ADF`由`Oracle`开发，用于构建`Oracle`融合应用程序。我们已经看到了优点和缺点，我们知道如何编写自定义注解，但我们可以在`ADF`中哪里使用自定义注解？ `ADF`是否提供任何本地注解？

这些肯定是有趣的问题：但是否有某些限制阻止在`ADF`中大规模使用注解？前面提到的框架，如`Spring`和`Hibernate`，使用`AOP`（面向方面编程）。在`AOP`中，框架提供了一种为任何事件注入预处理和后处理代码的机制。例如，您有一个钩子来在方法执行之前和之后放置代码，因此您可以在这些位置编写您的使用者代码。 `ADF`不使用`AOP`。如果我们有任何有效的注解用例，我们可能需要通过继承方式。

希望你喜欢这篇文章。请在评论中放下你的想法！

> 原文链接：https://dzone.com/videos/devnexus2015/how-annotations-work-java
> 
> 作者：[Yashwant Golecha][]
> 
> 译者：lee

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[AnnotationsSample.zip]: https://drive.google.com/file/d/0B1N2DVZFnNU0dVdFVjVFeTVtcXc/edit
[Yashwant Golecha]: https://dzone.com/users/1224401/ygolecha.html
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