java基础-注解Annotation原理和用法

在很多java代码中都可以看到诸如@Override、@Deprecated、@SuppressWarnings这样的字符，这些就是注解Annotation。注解最早在jdk5中被引入，现在已经成为java平台很重要的一部分了，很多的框架程序中也喜欢使用注解，如Spring、Mybatis等。

那么，什么是注解呢？注解就是元数据，一种描述数据的数据，通俗一点就是为程序的元素（类、方法、成员变量）加上更直观的说明，这些说明信息是与程序的业务逻辑无关的。但是，我们可以通过java的反射机制来获取Annotation的信息，并根据这些信息来对程序进行赋值、分发等操作。

java5.0定义了4个标准的meta-annotation元注解，它们被用来提供对其它annotation类型作说明，四种元注解如下：

• @Target；
• @Retention；
• @Inherited；
• @Documented；

下面详细说明这四种元注解的作用：

@Target

被用于描述注解的使用范围，即注解可以用在所修饰对象的什么地方，取值可以是ElementType中的一种：

• CONSTRUCTOR：用于描述构造器；
• FIELD：用于描述域；
• LOCAL_VARIABLE：用于描述局部变量；
• METHOD：用于描述方法；
• PACKAGE：用于描述包；
• PARAMETER：用于描述参数；
• TYPE：用于描述类、接口、注解类型或枚举；

@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Exculde{
    /**
    * 名称，默认值为""
    * @return
    */
    public String name() default "";
}

@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Inject{
    /**
    * id，默认值为""
    * @return
    */
    public String id() default "";

    /**
    * 类，默认值为""
    * @return
    */
    public Class clazz() default Object.class;

}

上面定义了两个注解，注解@Exculde只能用于修饰类、接口、注解、枚举，注解@Inject只能修饰类型的域，如：

@Exculde(name="admin")
public class User{
     @Inject(id="username",clazz=String.class)
     private String username;
}

@Retention

用于描述注解的生命周期，即注解能在源码到JVM装载过程中的哪一个级别上有效。有些annotation仅出现在源码中，被编译器丢弃；有些annotation能被编译进class文件中，可能被JVM忽略；有些annotation不但能够被编译进class文件，而且能够在class文件被装载时被读取。这三种情况对应RetentionPoicy的三种取值：

• SOURCE：源码文件中保留；
• CLASS：class文件中保留；
• RUNTIME：运行时保留；

@Inherited

用于描述注解是可以被继承的，如果一个使用了@Inherited修饰的annotation被用于一个class，那么这个annotation也将被用于这个class的子类。@Inherited是一个标记注解，没有参数选项，它修饰的annotation是被标记的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。

当使用java的反射去获取一个@Inherited修饰的annotation时，反射检查将递归检查，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。

@Documented

用于描述注解信息应该被作为被标注的程序的公共API，即应该把注解信息保留文档中。@Documented也是一个标记注解，没有参数选项。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Exculde{
    /**
    * 名称注解，默认值为""
    * @return
    */
    public String name() default "";
}

如果你看过了上面的元注解，如果还不能理解也没关系，下面我们通过自定义注解来进一步理解元注解。

自定义注解需要使用@interface，类似于定义一个类使用class，但定义注解时不能再继承其它的类或者接口，它已经自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口。@interface用来声明一个注解，其中的每一个方法实际上声明了一个配置参数，方法的名称就是参数的名称，方法的返回值类型就是参数的类型，也可以使用default来声明参数的默认值。

定义注解的格式如下：

public @interface 注解名{ 定义体 }

注解参数可支持的数据类型如下：

• 基本类型；
• Class；
• String；
• Enum；
• Annotation；
• 以上所有类型的数组形式；

下面定义一个类似于Spring的注解，用于向实例对象注入属性的值：

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Inject{
    /**
    * ID，默认值为""
    * @return
    */
    public String id() default "";

    /**
    * 类，默认值为""
    * @return
    */
    public Class clazz() default Object.class;

}

把@Inject标注在类UserAction的属性上：

public class UserAction {
     @Inject(id="userService",clazz=UserService.class)
     private UserService userService;
}

在IOC容器框架中，对象都会被自动初始化，如果我们要实现IOC的这种功能，我们应该为加上@Inject注解的属性userService注入它的值。首先我们应该通过反射获取userService的域对象field，通过field获取@Inject注解的信息，然后根据注解的id和clazz得到它依赖的值：

Inject inject = field.getAnnotation(Inject.class);
String id = inject.id();
Class clazz = inject.clazz();

Object userService = Class.forName(clazz.getName).newInstance();
field.setAccessible(true);
field.set(object,userService);

上面代码中，调用field.getAnnotation(Inject.class)获取到@Inject的对象，然后获取@Inject的id和clazz值，通过反射实例化clazz的对象，再反射赋值给field。这就是Spring那些框架的依赖注入的实现原理，有兴趣的可以自己再优化一下。

读取类的注解信息还有其它的几个方法，在此不再一一说明，可以自行研究java.lang.reflect包。经过上面的说明，由此我们也可以知道注解仅仅是一种元数据，增强类、属性、参数的描述，使用注解的关键在于获取注解的信息，再通过反射的手段来实现注解想达成的功能。

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