Java 注解详解 (annotation)

2022-05-02 03:03:11

什么是java注解

注解是java5的新特性。注解可以看做一种注释或者元数据（MetaData），可以把它插入到我们的java代码中，用来描述我们的java类，从而影响java类的行为。

Java注解的目的

使用Java注解一般来说主要有三种目的

  • 构建时指示: RetentionPolicy.SOURCE
  • 编译期指示: RetentionPolicy.CLASS
  • 运行时指示: RetentionPolicy.RUNTIME

Java注解可以用在构建期。当构建我们的工程时，构建进程会编译源码、生成xml文件，打包编译后的代码和文件到jar包。构建过程一般由构建工具自动完成，常用的构建工具有ant、maven。构建工具在构建时会自动扫描我们的代码，当遇到构建期注解时，会根据注解的内容生成源码或者其它文件。

注解基本概念

注解的构成

一个java注解由一个@符后面跟一个字符串构成，类似于这样：

@Entity

java注解中一般包含一些元素，这些元素类似于属性或者参数，可以用来设置值，比如我们有一个包含两个元素的@Entity注解:

@Entity(tableName = "vehicles", primaryKey = "id")

上面注解中有两个元素，tableName和primaryKey，它们各自都被赋予了自己的元素值。

注解的位置

注解可以用于描述一个类、接口、方法、方法参数、字段、局部变量等。在下边这个例子中，注解分别用在了类、字段、方法、参数和局部变量中：

//注解一个类
@Entity
public class Vehicle {
    //注解一个字段
    @Persistent
    protected String vehicleName = null;
    //注解一个方法
    @Getter
    public String getVehicleName() {
        return this.vehicleName;
    }
    //注解一个参数
    public void setVehicleName(@Optional vehicleName) {
        this.vehicleName = vehicleName;
    }

    public List addVehicleNameToList(List names) {
        //注解一个局部变量
        @Optional
        List localNames = names;
        if(localNames == null) {
        localNames = new ArrayList();
        }
        localNames.add(getVehicleName());
        return localNames;
    }
}

一些常用的内置注解

Java本身提供了三个内置注解，他们分别是：

1. @Deprecated
2. @Override
3. @SuppressWarnings

@Deprecated注解

@Deprecated可以用来描述一个类、方法或者字段，表示java不赞成使用这些被描述的对象，如果我们使用了这些类、方法或者字段，编译器会给我们警告。@Deprecated注解使用方法如下：

@Deprecated
public class MyComponent {
}

在我们实际应用中，在使用@Deprecated注解时，最好同时使用Java Doc的@deprecated符号，用来描述当前类、方法或者字段是不赞成使用的，并且告诉开发者应该用哪个对象替换，如下面例子：

@Deprecated
/**
  @deprecated Use MyNewComponent instead.
*/
public class MyComponent {

}

@Override注解

@Override注解是一个编译时注解，它主要用在一个子类的方法中，当被注解的子类的方法在父类中找不到与之匹配的方法时，编译器会报错。 当我们在子类中覆盖父类的方法时，就要用到@Override注解，这样，如果父类中的方法名称或参数发生改变时，如果子类没有做相应的调整编译器便会报错，这就是@Override注解所起到的作用。当然@Override注解不是强制使用的，但我还是推荐大家尽量使用它。下面是一个@Override注解的例子：

public class MySuperClass {

    public void doTheThing() {
        System.out.println("Do the thing");
    }
}

public class MySubClass extends MySuperClass{

    @Override
    public void doTheThing() {
        System.out.println("Do it differently");
    }
}

@SuppressWarnings

@SuppressWarnings注解的作用是使编译器忽略掉编译器警告。比如，如果我们的一个方法调用了一个@Deprecated方法，或者做了一个不安全的类型转换，此时编译器会生成一个警告。如果我们不想看到这些警告，我们就可以使用@SuppressWarnings注解忽略掉这些警告：

@SuppressWarnings
public void methodWithWarning() {

}

创建自定义注解

定义一个自定义注解

从上面内置注解可以看到，注解很方便也很有用，很多时候我们也需要创建我们自己的注解。创建注解其实和创建类或接口一样简单：

@interface MyAnnotation {
    String   value();
    String   name();
    int      age();
    String[] newNames();
}

上面代码便创建了一个@MyApplication注解，它一共有四个元素。@interface关键字就代表这是一个注解类型，所以使用@interface关键字就可以创建注解了。

需要注意的是，注解中的每个元素定义类似于接口中的方法定义。每个元素定义包含一个数据类型和名称，注解元素的数据类型可以是java基本数据类型、String、数组，但不能是复杂对象类型。

下面这段代码演示了如何使用注解：

@MyAnnotation(
    value="123",
    name="Jakob",
    age=37,
    newNames={"Jenkov", "Peterson"}
)
public class MyClass {

}

给注解元素设置默认值

我们可以通过default关键字为某个元素设置默认值，当一个元素被设置默认值之后，这个元素便成了注解的可选元素。
下面我们为@MyAnnotation注解的value元素设置一个默认值：

@interface MyAnnotation {

    String   value() default "";
    String   name();
    int      age();
    String[] newNames();
}

当value元素设置默认值之后，再使用时我们就可以省略掉value元素，此时的value值采用的是默认值：

@MyAnnotation(
    name="Jakob",
    age=37,
    newNames={"Jenkov", "Peterson"}
)
public class MyClass {

}

两个元注解：@Retention和@Target

元注解就是注解的注解。我们可以通过元注解来控制描述我们自定义注解的行为。

@Retention

@Retention用来定义当前注解的作用范围，如果我们要把我们的自定义注解限制为运行时有效，那么我们可以使用@Retention注解进行指定：

import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {

    String   value() default "";

}

注意@MyAnnotation注解上面的@Retention的值：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

上面这个注解会告诉编译器和JVM，这个注解需要在运行时有效，JVM会在运行时通过反射机制获取注解信息，关于如何在运行时利用反射获取注解信息，最后面会进行介绍。@Retention注解的值一共有三种：

  • RetentionPolicy.SOURCE : 注解只存在于源码中，不会存在于.class文件中，在编译时会被忽略掉
  • RetentionPolicy.CLASS：注解只存在于.class文件中，在编译期有效，但是在运行期会被忽略掉，这也是默认范围
  • RetentionPolicy.RUNTIME：在运行期有效，JVM在运行期通过反射获得注解信息

@Target

@Target注解用来约束自定义注解可以注解Java的哪些元素。比如下面这个例子：

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Target;

@Target({ElementType.METHOD})
public @interface MyAnnotation {
    String   value();
}

这个例子中，@Target的值是ElementType.METHOD，通过它的名称可以看出，这个自定义注解只能注解类的方法。

ElementType的值一共有以下几种：

  • ElementType.ANNOTATION_TYPE
  • ElementType.CONSTRUCTOR
  • ElementType.FIELD
  • ElementType.LOCAL_VARIABLE
  • ElementType.METHOD
  • ElementType.PACKAGE
  • ElementType.PARAMETER
  • ElementType.TYPE

其中大部分通过名字就能看出它的作用，不过有两个需要单独介绍一下：

  • ElementType.ANNOTATION_TYPE：元注解类型，只能用来注解其它的注解，例如@Target和@Retention。
  • ElementType.TYPE：可以用来注解任何类型的java类，如类、接口、枚举、或者注解类。

@Inherited

@Inherited注解表示当前注解会被注解类的子类继承。比如有一个自定义注解：

java.lang.annotation.Inherited

@Inherited
public @interface MyAnnotation {

}

如果有一个类使用了上面这个注解：

@MyAnnotation
public class MySuperClass { ... }

那么这个类的子类也会继承这个注解：

public class MySubClass extends MySuperClass { ... }

因为MySubClass 继承了MyClass，而MyClass的注解@MyAnnotation是可继承的，最终MySubClass也会有@MyAnnotation注解。

@Documented

@Documented的作用是告诉JavaDoc工具，当前注解本身也要显示在Java Doc中。比如我们用@Document注解了我们的自定义注解：

import java.lang.annotation.Documented;

@Documented
public @interface MyAnnotation {

}

如果一个类使用了这个注解：

@MyAnnotation
public class MySuperClass { ... }

那么当生成MySuperClass的JavaDoc的时候，@MyAnnotation也会出现在JavaDoc当中。

通过反射获得Java注解信息

上面对注解做了一个详细介绍，具体该如何使用我们的自定义注解呢？其实在现实应用中，我们的自定义注解一般都是起到运行时指示的作用，也就是运行时注解。对于运行时注解，我们可以通过反射机制获得注解信息。

比如我们有一个自定义注解：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface MyAnnotation {
    public String name();
    public String value();
}

并用这个注解注解了一个类：

@MyAnnotation(name = "hello name",value = "hello value")
public class MyClass {

}

获取类的注解信息

public class TestAnnotation {
    public static void main(String[] args) {
        //通过反射获得MyClass的注解信息
        MyAnnotation myAnnotation=MyClass.class.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(myAnnotation.name());
        System.out.println(myAnnotation.value());
    }
}

获取方法的注解信息

public class TestAnnotation {
    public static void main(String[] args) {
        Method method = null;
        try {
            method = MyClassB.class.getMethod("method");
            Annotation annotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
            if (annotation !=null) {
                MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) annotation;
                System.out.println("name: " + myAnnotation.name());
                System.out.println("value: " + myAnnotation.value());
            }
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

获取参数的注解信息

Method method = ... //obtain method object
Annotation[][] parameterAnnotations = method.getParameterAnnotations();
Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();

int i=0;
for(Annotation[] annotations : parameterAnnotations){
  Class parameterType = parameterTypes[i++];

  for(Annotation annotation : annotations){
    if(annotation instanceof MyAnnotation){
        MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) annotation;
        System.out.println("param: " + parameterType.getName());
        System.out.println("name : " + myAnnotation.name());
        System.out.println("value: " + myAnnotation.value());
    }
  }
}

获取字段的注解信息

Field field = ... // obtain method object
Annotation annotation = field.getAnnotation(MyAnnotation.class);

if(annotation instanceof MyAnnotation){
    MyAnnotation myAnnotation = (MyAnnotation) annotation;
    System.out.println("name: " + myAnnotation.name());
    System.out.println("value: " + myAnnotation.value());
}
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