全面解析Java注解

1.Java注解概述

五节以后转载自：http://blog.csdn.net/briblue/article/details/73824058#t2

* 学习注解的好处:

读懂别人代码，特别是框架代码，让编程更加简洁，代码更清晰，让人高看一眼。

简单讲就是，提高阅读代码的能力，提高编写代码的能力，提高所要工资的筹码，显得牛逼有安全感。

* 注解是啥玩意：

注解是一种这样的东西，标志是一个@符号，他能够关联数据和其他的信息，比较正规一点的描述是：

注解是Java提供的一种 源程序中的元素关联任何信息和任何元数据的 途径和方法。

* java注解分类：

按来源分：java自带注解、第三方注解、自定义注解

按生命周期分：源码注解、编译时注解、运行时注解

自定义注解的结构：

元注解（用来注解注解的）、@接口定义、无参无异常的成员方法的定义（成员类型受限：基本数据类型、String、枚举）

2.JDK中的注解

常见的注解：

@Override 表示当前方法覆盖了父类的方法，继承父类的方法

@Deprecation 表示方法已经过时,方法上有横线，使用时会有警告。

@SuppviseWarnings 表示关闭一些警告信息(通知java编译器忽略特定的编译警告)

@suppressWarings(“deprecation”) 用于通知java编译器忽略特定的编译警告。

3. Java第三方注解

Spring:@Autowired @Service @Repository

@Autowired：可以对成员变量、方法和构造函数进行标注，来完成自动装配的工作。通过 @Autowired的使用来消除 set ，get方法。

用法：

public class UserManagerImpl implements UserManager {
@Autowired
private UserDao userDao;
}

@Service：用于标注业务层组件。定义某个类为一个bean，则在这个类的类名前一行使用@Service(“XXX”),就相当于讲这个类定义为一个bean，bean名称为XXX。而无需去xml文件内去配置。

@Repository:用于标注数据访问组件，即DAO组件。

4.Java注解的分类

按照运行机制分为

源码注解：注解只在源码中存在，编译成.class文件就不存在了

编译时注解：注解在源码和.class文件中都存在（如：JDK内置系统注解）

运行时注解：在运行阶段还起作用，甚至会影响运行逻辑的注解（如：Spring中@Autowried）

按照来源分为

JDK内置系统注解、元注解（注解的注解）、自定义注解、第三方注解

5.Java注解语法定义及应用

这里在一开始创建注解的时候提示不符合5.0项目，所以打开项目属性编译器调整设置就没有问题了

注解语法

因为平常开发少见，相信有不少的人员会认为注解的地位不高。其实同 classs 和 interface 一样，注解也属于一种类型。它是在 Java SE 5.0 版本中开始引入的概念。

注解的定义

注解通过 @interface 关键字进行定义。

public @interface TestAnnotation {
}

它的形式跟接口很类似，不过前面多了一个 @ 符号。上面的代码就创建了一个名字为 TestAnnotaion 的注解，可以简单理解为创建了一张名字为 TestAnnotation 的标签。

注解的应用

上面创建了一个注解，那么注解的的使用方法是什么呢。

@TestAnnotation
public class Test {
}

创建一个类 Test,然后在类定义的地方加上 @TestAnnotation 就可以用 TestAnnotation 注解这个类了。你可以简单理解为将 TestAnnotation 这张标签贴到 Test 这个类上面。不过，要想注解能够正常工作，还需要介绍一下一个新的概念那就是元注解。

6.元注解——@Retention

元注解

元注解是什么意思呢？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，但是它能够应用到其它的注解上面。

如果难于理解的话，你可以这样理解。元注解也是一张标签，但是它是一张特殊的标签，它的作用和目的就是给其他普通的标签进行解释说明的。

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

@Retention

Retention 的英文意为保留期的意思。当 @Retention 应用到一个注解上的时候，它解释说明了这个注解的的存活时间。

它的取值如下：

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，它会被加载进入到 JVM 中，所以在程序运行时可以获取到它们。

我们可以这样的方式来加深理解，@Retention 去给一张标签解释的时候，它指定了这张标签张贴的时间。@Retention 相当于给一张标签上面盖了一张时间戳，时间戳指明了标签张贴的时间周期。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {
}

上面的代码中，我们指定 TestAnnotation 可以在程序运行周期被获取到，因此它的生命周期非常的长。

7.元注解——@Documented

顾名思义，这个元注解肯定是和文档有关。它的作用是能够将注解中的元素包含到 Javadoc 中去。

8.元注解——@Target

Target 是目标的意思，@Target 指定了注解运用的地方。你可以这样理解，当一个注解被 @Target 注解时，这个注解就被限定了运用的场景。类比到标签，原本标签是你想张贴到哪个地方就到哪个地方，但是因为 @Target 的存在，它张贴的地方就非常具体了，比如只能张贴到方法上、类上、方法参数上等等。@Target 有下面的取值

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

9.元注解——@Inherited

Inherited 是继承的意思，但是它并不是说注解本身可以继承，而是说如果一个超类被含@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。

说的比较抽象。代码来解释。

@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Test {}

@Test
public class A {}

public class B extends A {}

注解 Test 被 @Inherited 修饰，之后类 A 被 Test 注解，类 B 继承 A,类 B 也拥有 Test 这个注解。

可以这样理解：

老子非常有钱，所以人们给他贴了一张标签叫做富豪。老子的儿子长大后，只要没有和老子断绝父子关系，虽然别人没有给他贴标签，但是他自然也是富豪。老子的孙子长大了，自然也是富豪。这就是人们口中戏称的富一代，富二代，富三代。虽然叫法不同，好像好多个标签，但其实事情的本质也就是他们有一张共同的标签，也就是老子身上的那张富豪的标签。

10.元注解——@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。

举个例子，一个人他既是程序员又是产品经理,同时他还是个画家。

@interface Persons {
Person[]  value();
}

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

@Per
11aee
son(role="artist")
@Person(role="coder")
@Person(role="PM")
public class SuperMan{

}

注意上面的代码，@Repeatable 注解了 Person。而 @Repeatable 后面括号中的类相当于一个容器注解。

什么是容器注解呢？就是用来存放其它注解的地方。它本身也是一个注解。

我们再看看代码中的相关容器注解。

@interface Persons {
Person[]  value();
}

按照规定，它里面必须要有一个 value 的属性，属性类型是一个被 @Repeatable 注解过的注解数组，注意它是数组。

如果不好理解的话，可以这样理解。Persons 是一张总的标签，上面贴满了 Person 这种同类型但内容不一样的标签。把 Persons 给一个 SuperMan 贴上，相当于同时给他贴了程序员、产品经理、画家的标签。

我们可能对于 @Person(role=”PM”) 括号里面的内容感兴趣，它其实就是给 Person 这个注解的 role 属性赋值为 PM ，大家不明白正常，马上就讲到注解的属性这一块。

11.元注解——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“无形参的方法”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，我们应该给它们进行赋值。

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 "Hi";

}

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

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(){}

12.Java预置的注解——@Deprecated

这个元素是用来标记过时的元素，想必大家在日常开发中经常碰到。编译器在编译阶段遇到这个注解时会发出提醒警告，告诉开发者正在调用一个过时的元素比如过时的方法、过时的类、过时的成员变量。

public class Hero {

@Deprecated
public void say(){
System.out.println("Noting has to say!");
}

public void speak(){
System.out.println("I have a dream!");
}
}

定义了一个 Hero 类，它有两个方法 say() 和 speak() ，其中 say() 被 @Deprecated 注解。然后我们在 IDE 中分别调用它们。



可以看到，say() 方法上面被一条直线划了一条，这其实就是编译器识别后的提醒效果。

13.Java预置的注解——@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

14.Java预置的注解——@SuppressWarnings

阻止警告的意思。之前说过调用被 @Deprecated 注解的方法后，编译器会警告提醒，而有时候开发者会忽略这种警告，他们可以在调用的地方通过 @SuppressWarnings 达到目的。

@SuppressWarnings("deprecation")

@SuppressWarnings("deprecation")
public void test1(){
Hero hero = new Hero();
hero.say();
hero.speak();
}

15.Java预置的注解——@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。它是在 Java 1.7 的版本中加入的。

@SafeVarargs // Not actually safe!
static void m(List<String>... stringLists) {
Object[] array = stringLists;
List<Integer> tmpList = Arrays.asList(42);
array[0] = tmpList; // Semantically invalid, but compiles without warnings
String s = stringLists[0].get(0); // Oh no, ClassCastException at runtime!
}

上面的代码中，编译阶段不会报错，但是运行时会抛出 ClassCastException 这个异常，所以它虽然告诉开发者要妥善处理，但是开发者自己还是搞砸了。

Java 官方文档说，未来的版本会授权编译器对这种不安全的操作产生错误警告。

16.Java预置的注解——@FunctionalInterface

函数式接口注解，这个是 Java 1.8 版本引入的新特性。函数式编程很火，所以 Java 8 也及时添加了这个特性。

函数式接口 (Functional Interface) 就是一个具有一个方法的普通接口。

比如

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
/**
* When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
* to create a thread, starting the thread causes the object's
* <code>run</code> method to be called in that separately executing
* thread.
* <p>
* The general contract of the method <code>run</code> is that it may
* take any action whatsoever.
*
* @see     java.lang.Thread#run()
*/
public abstract void run();
}

我们进行线程开发中常用的 Runnable 就是一个典型的函数式接口，上面源码可以看到它就被 @FunctionalInterface 注解。

可能有人会疑惑，函数式接口标记有什么用，这个原因是函数式接口可以很容易转换为 Lambda 表达式。这是另外的主题了，有兴趣的同学请自己搜索相关知识点学习。

17.注解的提取——反射

博文前面的部分讲了注解的基本语法，现在是时候检测我们所学的内容了。

我通过用标签来比作注解，前面的内容是讲怎么写注解，然后贴到哪个地方去，而现在我们要做的工作就是检阅这些标签内容。 形象的比喻就是你把这些注解标签在合适的时候撕下来，然后检阅上面的内容信息。

要想正确检阅注解，离不开一个手段，那就是反射。

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) {}

然后通过 getAnnotation() 方法来获取 Annotation 对象。

public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass) {}

或者是 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。

如果获取到的 Annotation 如果不为 null，则就可以调用它们的属性方法了。比如

@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());
}

}

}

程序的运行结果是：

id:-1

msg:

这个正是 TestAnnotation 中 id 和 msg 的默认值。在这个例子中一开始返回的结果一直为flase，在百度查到应该是代理类还是什么原因，在搞不定的情况下在注解的前面加上了时间周期

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

随后测试结果就正常了。

上面的例子中，只是检阅出了注解在类上的注解，其实属性、方法上的注解照样是可以的。同样还是要假手于反射。

@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());
}

}

}

它们的结果如下：

id:-1

msg:hello

check value:hi

method testMethod annotation:Perform

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。

18.注解的使用场景

我相信博文讲到这里大家都很熟悉了注解，但是有不少同学肯定会问，注解到底有什么用呢？

对啊注解到底有什么用？

我们不妨将目光放到 Java 官方文档上来。

文章开始的时候，我用标签来类比注解。但标签比喻只是我的手段，而不是目的。为的是让大家在初次学习注解时能够不被那些抽象的新概念搞懵。既然现在，我们已经对注解有所了解，我们不妨再仔细阅读官方最严谨的文档。

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。

注解有许多用处，主要如下：

提供信息给编译器： 编译器可以利用注解来探测错误和警告信息

编译阶段时的处理： 软件工具可以用来利用注解信息来生成代码、Html文档或者做其它相应处理。

运行时的处理： 某些注解可以在程序运行的时候接受代码的提取

值得注意的是，注解不是代码本身的一部分。

如果难于理解，可以这样看。罗永浩还是罗永浩，不会因为某些人对于他“傻x”的评价而改变，标签只是某些人对于其他事物的评价，但是标签不会改变事物本身，标签只是特定人群的手段。所以，注解同样无法改变代码本身，注解只是某些工具的的工具。

还是回到官方文档的解释上，注解主要针对的是编译器和其它工具软件(SoftWare tool)。

当开发者使用了Annotation 修饰了类、方法、Field 等成员之后，这些 Annotation 不会自己生效，必须由开发者提供相应的代码来提取并处理 Annotation 信息。这些处理提取和处理 Annotation 的代码统称为 APT（Annotation Processing Tool)。

现在，我们可以给自己答案了，注解有什么用？给谁用？给 编译器或者 APT 用的。

如果，你还是没有搞清楚的话，现在亲自写一个好了。

19.亲手自定义注解完成某个目的

我要写一个测试框架，测试程序员的代码有无明显的异常。

—— 程序员 A : 我写了一个类，它的名字叫做 NoBug，因为它所有的方法都没有错误。

—— 我：自信是好事，不过为了防止意外，让我测试一下如何？

—— 程序员 A: 怎么测试？

—— 我：把你写的代码的方法都加上 @Jiecha 这个注解就好了。

—— 程序员 A: 好的。

NoBug.java

package ceshi;
import ceshi.Jiecha;

public class NoBug {

@Jiecha
public void suanShu(){
System.out.println("1234567890");
}
@Jiecha
public void jiafa(){
System.out.println("1+1="+1+1);
}
@Jiecha
public void jiefa(){
System.out.println("1-1="+(1-1));
}
@Jiecha
public void chengfa(){
System.out.println("3 x 5="+ 3*5);
}
@Jiecha
public void chufa(){
System.out.println("6 / 0="+ 6 / 0);
}

public void ziwojieshao(){
System.out.println("我写的程序没有 bug!");
}

}

上面的代码，有些方法上面运用了 @Jiecha 注解。

这个注解是我写的测试软件框架中定义的注解。

package ceshi;

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

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Jiecha {

}

然后，我再编写一个测试类 TestTool 就可以测试 NoBug 相应的方法了。

package ceshi;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestTool {

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub

NoBug testobj = new NoBug();

Class clazz = testobj.getClass();

Method[] method = clazz.getDeclaredMethods();
//用来记录测试产生的 log 信息
StringBuilder log = new StringBuilder();
// 记录异常的次数
int errornum = 0;

for ( Method m: method ) {
// 只有被 @Jiecha 标注过的方法才进行测试
if ( m.isAnnotationPresent( Jiecha.class )) {
try {
m.setAccessible(true);
m.invoke(testobj, null);

} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
//e.printStackTrace();
errornum++;
log.append(m.getName());
log.append(" ");
log.append("has error:");
log.append("\n\r  caused by ");
//记录测试过程中，发生的异常的名称
log.append(e.getCause().getClass().getSimpleName());
log.append("\n\r");
//记录测试过程中，发生的异常的具体信息
log.append(e.getCause().getMessage());
log.append("\n\r");
}
}
}

log.append(clazz.getSimpleName());
log.append(" has  ");
log.append(errornum);
log.append(" error.");

// 生成测试报告
System.out.println(log.toString());

}

}

测试的结果是：

1234567890

1+1=11

1-1=0

3 x 5=15

chufa has error:

caused by ArithmeticException

/ by zero

NoBug has 1 error.

提示 NoBug 类中的 chufa() 这个方法有异常，这个异常名称叫做 ArithmeticException，原因是运算过程中进行了除 0 的操作。

所以，NoBug 这个类有 Bug。

这样，通过注解我完成了我自己的目的，那就是对别人的代码进行测试。

所以，再问我注解什么时候用？我只能告诉你，这取决于你想利用它干什么用。

关于setAccessible()方法setAccessible(true)

一般情况下，我们并不能对类的私有字段进行操作，利用反射也不例外，但有的时候，例如要序列化的时候，我们又必须有能力去处理这些字段，这时候，我们就需要调用AccessibleObject上的setAccessible()方法来允许这种访问，而由于反射类中的Field，Method和Constructor继承自AccessibleObject，因此，通过在这些类上调用setAccessible()方法，我们可以实现对这些字段的操作。但有的时候这将会成为一个安全隐患，为此，我们可以启用java.security.manager来判断程序是否具有调用setAccessible()的权限。默认情况下，内核API和扩展目录的代码具有该权限，而类路径或通过URLClassLoader加载的应用程序不拥有此权限。例如：当我们以这种方式来执行上述程序时将会抛出异常

java -Djava.security.manager ExampleExplorer

Exception in thread “main” java.security.AccessControlException: access denied (

java.lang.reflect.ReflectPermission suppressAccessChecks)

at java.security.AccessControlContext.checkPermission(Unknown Source)

…