【Java知识点详解 6】注解

一、注解简介
Java注解用于为Java代码提供元数据。

元数据是指用来描述数据的数据，通俗一点，就是描述代码间关系，或者代码与其它资源（例如数据库表）之间内在联系的数据。在一些技术框架中，如Struts、hibernate就不知不觉用到了元数据。对于Struts来说，元数据指的是struts-config.xml；对hibernate来说就是hbm文件。以上阐述的几种元数据都是基于xml文件的或者其他形式的单独配置文件。这样表示有些不便之处。1、与被描述的文件分离，不利于一致性的维护；2、所有这样的文件都是ASCII文件，没有显式的类型支持。基于元数据的广泛使用，JDK5.0引入了Annotation的概念来描述元数据。在Java中，元数据以标签的形式存在于Java代码中，元数据标签的存在并不影响程序代码的编译和执行。简而言之，言而总之，注解就是标签的意思。

二、如何创建注解
JDK5.0出来后，Java语言中就有了四种类型，即类class、枚举enum、接口interface、注解@interface，它们处于同一级别，Java就是通过注解来表示元数据的。

package com.guor.ClientNew;
 
public @interface MyAnnotation {
    // 定义公共的final静态属性
    int age = 25;
 
    // 定义公共的抽象方法
    String name();
}

Java注解本质上就是接口，是继承了Annotation接口的接口。

三、元注解
元注解是可以注解到注解上的注解，或者说元注解是一种基本注解，它能够应用到其它的注解上面。

元标签有 @Retention、@Documented、@Target、@Inherited、@Repeatable 5 种。

1、@Retention
Retention，中文释义保留期的意思

当@Retention应用到注解上的时候，它解释说明了这个注解的生命周期。

RetentionPolicy.SOURCE 注解只在源码阶段保留，在编译器进行编译时它将被丢弃忽视。
RetentionPolicy.CLASS 注解只被保留到编译进行的时候，它并不会被加载到JVM中。
RetentionPolicy.RUNTIME 注解可以保留到程序运行的时候，它会被加载到JVM中。
2、@Documented
顾名思义，这个元注解肯定和文档有关。它的作用是能够将注解中的元素包含到Javadoc中去。

3、@Target
标明注解运用的地方。

ElementType.ANNOTATION_TYPE 可以给一个注解进行注解
ElementType.CONSTRUCTOR 可以给构造方法进行注解
ElementType.FIELD 可以给属性进行注解
ElementType.LOCAL_VARIABLE 可以给局部变量进行注解
ElementType.METHOD 可以给方法进行注解
ElementType.PACKAGE 可以给一个包进行注解
ElementType.PARAMETER 可以给一个方法内的参数进行注解
ElementType.TYPE 可以给一个类型进行注解，比如类、接口、枚举
4、@Inherited
lnherited是继承的意思。

如果一个超类被@Inherited注解过的注解进行注解的话，那么如果它的子类没有被任何注解应用的话，那么这个子类就继承了超类的注解。

代码实例

package com.guor.ClientNew;
 
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//注解可以保留到程序运行时，加载到JVM中
@Target(ElementType.TYPE)//给一个类型进行注解，比如类、接口、枚举
@Inherited //子类继承父类时，注解会起作用
public @interface Desc {
    enum Color {
        White, Grayish, Yellow
    }
 
    // 默认颜色是白色的
    Color c() default Color.White;
}

5、@Repeatable
Repeatable 自然是可重复的意思。@Repeatable 是 Java 1.8 才加进来的，所以算是一个新的特性。

什么样的注解会多次应用呢？通常是注解的值可以同时取多个。

在生活中一个人往往是具有多种身份，如果我把每种身份当成一种注解该如何使用？？？

先声明一个Persons类用来包含所有的身份

@Target(ElementType.TYPE)  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Persons {
 Person[] value();
}

这里@Target是声明Persons注解的作用范围，参数ElementType.Type代表可以给一个类型进行注解，比如类，接口，枚举。

@Retention是注解的有效时间，RetentionPolicy.RUNTIME是指程序运行的时候。

Person注解：

@Repeatable(Persons.class)
public @interface Person{
 String role() default "";
}

@Repeatable括号内的就相当于用来保存该注解内容的容器。

声明一个Man类，给该类加上一些身份。

@Person(role="CEO")
@Person(role="husband")
@Person(role="father")
@Person(role="son")
public class Man {
 String name="";
}

在主方法中访问该注解：

public static void main(String[] args) {
    Annotation[] annotations = Man.class.getAnnotations();  
    System.out.println(annotations.length);
    Persons p1=(Persons) annotations[0];
    for(Person t:p1.value()){
        System.out.println(t.role());
    }
}

下面的代码结果输出相同，但是可以先判断是否是相应的注解，比较严谨。 

if(Man.class.isAnnotationPresent(Persons.class)) {
    Persons p2=Man.class.getAnnotation(Persons.class);
    for(Person t:p2.value()){
        System.out.println(t.role());
    }
 }

运行结果：

 

四、注解的属性
注解的属性也叫做成员变量，注解只有成员变量，没有方法。注解的成员变量在注解的定义中以“无参的方法”形式来声明，其方法名定义了该成员变量的名字，其返回值定义了该成员变量的类型。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {
    int id();
    String msg();
}

上面代码中定义了TestAnnotation这个注解中拥有id和msg两个属性。在使用的时候，我们应该给他们进行赋值。

赋值的方式是在注解的括号内以value=“”形式，多个属性之前用，隔开。

@TestAnnotation(id=3,msg="hello annotation")
public class Test {
}

需要注意的是，在注解中定义属性时它的类型必须是 8 种基本数据类型外加 类、接口、注解及它们的数组。

注解中属性可以有默认值，默认值需要用 default 关键值指定。比如：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {
    public int id() default -1;
    public String msg() default "江疏影";
}

TestAnnotation 中 id 属性默认值为 -1，msg 属性默认值为 江疏影。 

它可以这样应用。

@TestAnnotation()
public class Test {}

因为有默认值，所以无需要再在 @TestAnnotation 后面的括号里面进行赋值了，这一步可以省略。

另外，还有一种情况。如果一个注解内仅仅只有一个名字为 value 的属性时，应用这个注解时可以直接接属性值填写到括号内。

public @interface Check {
    String value();
}

上面代码中，Check 这个注解只有 value 这个属性。所以可以这样应用。

@Check("hi")
int a;

这和下面的效果是一样的

@Check(value="hi")
int a;

最后，还需要注意的一种情况是一个注解没有任何属性。比如

public @interface Perform {}

那么在应用这个注解的时候，括号都可以省略。

@Perform
public void testMethod(){}

五、Java预置的注解
学习了上面相关的知识，我们已经可以自己定义一个注解了。其实 Java 语言本身已经提供了几个现成的注解。

1、@Override
这个大家应该很熟悉了，提示子类要复写父类中被 @Override 修饰的方法

2、@Deprecated
加上这个注解之后，表示此方法或类不再建议使用，调用时会出现删除线，但不代表不能用，只是说，不推荐使用，因为有更好的方法可以调用。

那么直接删掉不就完了？

因为在一个项目中，工程比较大，代码比较多，而在后续的开发过程中，可能之前的某个方法实现的并不是很合理，这个时候要重新写一个方法，而之前的方法还不能随便删，因为别的地方可能在调用它，所以加上这个注解，就OK啦！

package com.guor.ClientNew;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class Hero {
    @Deprecated
    public void say(){
        System.out.println("nothing has to say!");
    }
    public void speak(){
        System.out.println("i have a dream!");
    }
 
    public void  addItems(String item){
        List items =  new  ArrayList();
        items.add(item);
        System.out.println("i am "+items);
    }
}

3、@SuppressWarnings
阻止警告的意思。

该批注的作用是给编译器一条指令，告诉它对被批注的代码元素内部的某些警告保持静默。

注：这个注解有很多参数，这里就不多做赘述了，如有需要，请自行百度！

4、@SafeVarargs
参数安全类型注解。

它的目的是提醒开发者不要用参数做一些不安全的操作，它的存在会阻止编译器产生unchecked这样的警告。

在声明具有模糊类型（比如：泛型）的可变参数的构造函数或方法时，Java编译器会报unchecked警告。鉴于这种情况，如果程序猿断定声明的构造函数和方法的主体no problem，可使用@SafeVarargs进行标记，这样Java编译器就不会报unchecked警告了！

先看看@SafeVarargs在Java SE中的声明：

package java.lang;
 
import java.lang.annotation.*;
 
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.METHOD})
public @interface SafeVarargs {}

由Java源代码声明我们了解到：@SafeVarargs注解，只能用于标记构造函数和方法，由于保留策略声明为RUNTIME，所以此注解可以在运行时生效。

@SafeVarargs注解，只能用于static或final的方法。

代码实例：

泛型参数的方法，不加注解的情况：

package com.guor.ClientNew;
 
public class SafeVarargsAnnotation<S> {
    private S[] args;
    public SafeVarargsAnnotation(S... args){
        this.args = args;
    }
    
    public void loopPrintArgs(S... args){
        for (S arg : args){
            System.out.println(arg);
        }
    }
    
    public final void printSelfArgs(S... args){
        for (S arg : this.args) {
            System.out.println(arg);
        }
    }
    
    public static <T> void loopPrintInfo(T... infos){
        for(T info:infos){
            System.out.println(info);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        SafeVarargsAnnotation.loopPrintInfo("A","B","C");
    }
}

注解的正确使用方式：

package com.guor.ClientNew;
 
public class SafeVarargsAnnotation<S> {
    private S[] args;
    //构造函数可以使用@SafeVarargs标记
    @SafeVarargs
    public SafeVarargsAnnotation(S... args){
        this.args = args;
    }
 
    //此处不能使用@SafeVarargs，因为此方法未声明为static或final方法，
    // 如果要抑制unchecked警告，可以使用@SuppressWarnings注解
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void loopPrintArgs(S... args){
        for (S arg : args){
            System.out.println(arg);
        }
    }
    //final方法可以使用@SafeVarargs标记
    @SafeVarargs
    public final void printSelfArgs(S... args){
        for (S arg : this.args) {
            System.out.println(arg);
        }
    }
    //static方法可以使用@SafeVarargs标记
    @SafeVarargs
    public static <T> void loopPrintInfo(T... infos){
        for(T info:infos){
            System.out.println(info);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        SafeVarargsAnnotation.loopPrintInfo("A","B","C");
    }
}

5、@FunctionalInterface
Java 8为函数式接口引入了一个新注解@FunctionalInterface，主要用于编译级错误检查，加上该注解，当你写的接口不符合函数式接口定义的时候，编译器会报错。

它们主要用在Lambda表达式和方法引用（实际上也可认为是Lambda表达式）上。

如定义了一个函数式接口如下：

@FunctionalInterface
interface GreetingService 
{
    void sayMessage(String message);
}

那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现(注：JAVA 8 之前一般是用匿名类实现的)：

GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message);

浅谈lambda表达式<最通俗易懂的讲解>

 

六、注解与反射
1、注解通过反射获取
首先可以通过 Class 对象的 isAnnotationPresent() 方法判断它是否应用了某个注解。

public boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) {}

2、getAnnotations() 方法

public Annotation[] getAnnotations() {}

前一种方法返回指定类型的注解，后一种方法返回注解到这个元素上的所有注解。

3、代码实例：
① 没加注解的时候：

package com.guor.Annotation;
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        boolean hasAnnotation = Test.class.isAnnotationPresent(TestAnnotation.class);
        if(hasAnnotation){
            TestAnnotation testAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);
            System.out.println("id:"+testAnnotation.id());
            System.out.println("msg:"+testAnnotation.msg());
        }
    }
}

屁都没有！

② 加上注解

package com.guor.Annotation;
 
@TestAnnotation
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        boolean hasAnnotation = Test.class.isAnnotationPresent(TestAnnotation.class);
        if(hasAnnotation){
            TestAnnotation testAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);
            System.out.println("id:"+testAnnotation.id());
            System.out.println("msg:"+testAnnotation.msg());
        }
    }
}

这个正是 TestAnnotation 中 id 和 msg 的默认值。

上面的例子只是检阅出了注解在类上的注解，其实属性、方法上的注解也是一样的。同样还是要假手与反射。

③ 属性和方法上的注解：

package com.guor.Annotation;
 
public @interface Check {
    String value();
}

 

package com.guor.Annotation;
 
public @interface Perform {
}

 

package com.guor.Annotation;
 
import OSChina.ClientNew.Hero;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
 
@TestAnnotation(msg="hello")
public class Test {
    @Check(value="hi")
    int a;
    @Perform
    public void testMethod(){}
    @SuppressWarnings("deprecation")
    public void test1(){
        Hero hero = new Hero();
        hero.say();
        hero.speak();
    }
    public static void main(String[] args) {
        boolean hasAnnotation = Test.class.isAnnotationPresent(TestAnnotation.class);
        if ( hasAnnotation ) {
            TestAnnotation testAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);
            //获取类的注解
            System.out.println("id:"+testAnnotation.id());
            System.out.println("msg:"+testAnnotation.msg());
        }
        try {
            Field a = Test.class.getDeclaredField("a");
            a.setAccessible(true);
            //获取一个成员变量上的注解
            Check check = a.getAnnotation(Check.class);
            if ( check != null ) {
                System.out.println("check value:"+check.value());
            }
            Method testMethod = Test.class.getDeclaredMethod("testMethod");
            if ( testMethod != null ) {
                // 获取方法中的注解
                Annotation[] ans = testMethod.getAnnotations();
                for( int i = 0;i < ans.length;i++) {
                    System.out.println("method testMethod annotation:"+ans[i].annotationType().getSimpleName());
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getMessage());
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getMessage());
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

需要注意的是，如果一个注解要在运行时被成功提取，那么 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 是必须的。

七、注解的使用场景
1、注解的官方释义
注解是一系列元数据，它提供数据用来解释程序代码，但是注解并非是所解释的代码本身的一部分。注解对于代码的运行效果没有直接影响。

2、注解有许多用处：
① 提供信息给编译器：编译器可以利用注解来探测错误或警告信息

② 编译阶段时的处理：软件工具可以利用注解信息来生成代码、HTML文档或其它响应处理。

③ 运行时的处理：某些注解可以在程序运行时接受代码的提取。

值得注意的是，注解不是代码本身的一部分。

3、注解运用的地方太多了，比如JUnit测试框架，典型的使用方法

public class ExampleUnitTest {
    @Test
    public void addition_isCorrect() throws Exception {
        assertEquals(4, 2 + 2);
    }
}

@Test 标记了要进行测试的方法 addition_isCorrect().

还有例如ssm框架等运用了大量的注解。

八、注解的应用实例

package com.guor.annotation;
 
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Inherited
public @interface Desc {
    enum Color {
        White, Grayish, Yellow
    }
 
    // 默认颜色是白色的
    Color c() default Color.White;
}

该注解Desc前增加了三个注解：Retention表示的是该注解的保留级别，Target表示的是注解可以标注在什么地方，@Inherited表示该注解会被自动继承。

package com.guor.annotation;
 
@Desc(c = Desc.Color.White)
abstract class Bird {
    public abstract Desc.Color getColor();
}

 

package com.guor.annotation;
 
public enum BirdNest {
    Sparrow;
    // 鸟类繁殖
    public Bird reproduce() {
        Desc bd = Sparrow.class.getAnnotation(Desc.class);
        return bd == null ? new Sparrow() : new Sparrow(bd.c());
    }
}

 

package com.guor.annotation;
 
public class Sparrow extends Bird {
    private Desc.Color color;
    // 默认是浅灰色
    public Sparrow() {
        color = Desc.Color.Grayish;
    }
 
    // 构造函数定义鸟的颜色
    public Sparrow(Desc.Color _color) {
        color = _color;
    }
 
    @Override
    public Desc.Color getColor() {
        return color;
    }
}

上面程序声明了一个Bird抽象类，并且标注了Desc注解，描述鸟类的颜色是白色，然后编写一个麻雀Sparrow类，它有两个构造函数，一个是默认的构造函数，也就是我们经常看到的麻雀是浅灰色的，另外一个构造函数是自定义麻雀的颜色，之后又定义了一个鸟巢(工厂方法模式)，它是专门负责鸟类繁殖的，它的生产方法reproduce会根据实现类注解信息生成不同颜色的麻雀。我们编写一个客户端调用，代码如下：　

public static void main(String[] args) {
    Bird bird = BirdNest.Sparrow.reproduce();
    Desc.Color color = bird.getColor();
    System.out.println("Bird's color is :" + color);
}

会打印出什么呢？因为采用了工厂方法模式，它主要的问题是bird比那里到底采用了哪个构造函数来生成，如果单独看子类Sparrow，它没有任何注释，那工厂方法中bd变量应该就是null了，应该调用无参构造！

输出为什么会是白色呢？这是我们添加到父类的颜色，why？这是因为我们在注解上加了@Inherited注解，它表示的意思是我们只要把注解@Desc加到父类Bird上，它的所有子类都会从父类继承@Desc注解。

九、总结
1、注解就是标签，注解为了解释代码
2、注解的基本语法@interface
3、注解的元注解
4、注解的属性
5、注解主要给编译器及工具类型的软件用的
6、注解的提取要借助于Java的反射技术，反射比较慢，所以注解使用时也需要谨慎计较时间成本