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  • java注解

    注解Annotation是jdk1.5中引入的一种特殊的注释机制。注解是一种可以看做标注的元数据。普通的注释会被编译器直接忽略掉，而某些注解则可以被编译器打包放入class文件中。这些注解在jvm运行中可以获取到，从而与反射结合在一起，完成一些功能。在Java中，类、方法、变量、参数和包等均可以使用注解进行标注。最常见的有@Override、@Deprected和@SuppressWarnning。

    Java内置注解

    Java1.7之前，其内部定义了一套注解，共有 7 个，根据功能分为普通注解和元注解。

    作用在代码上的注解：

    • @Override - 检查该方法是否是重载方法。如果发现其父类，或者是引用的接口中并没有该方法时，会报编译错误;
    • @Deprecated - 标记过时方法。如果使用该方法，会报编译警告;
    • @SuppressWarnings - 指示编译器去忽略注解中声明的警告;

    作用在注解上的注解，即元注解

    • @Retention - 标识这个注解怎么保存，是只在代码中，还是编入class文件中，或者是在运行时可以通过反射访问；
    • @Target - 标记这个注解应该是哪种 Java 成员；
    • @Documented - 标记这些注解是否包含在用户文档中；
    • @Inherited - 标记这个注解是继承于哪个注解类(默认 注解并没有继承于任何子类)

    Annotation的架构

    image-20200921225126642

    上图为Annotation的架构图。从中我们看出：

    • 1个Annotation和1个RentationPolicy关联，可以理解为，每1个Annotation对象，都有唯一的Rentation属性；
    • 1个Annotation和1n个`ElementType`关联，可以理解为，每1个`Annotation`对象可以有1n个ElementType属性；

    例如常见的@Override注解和@SuppressWarning注解。

    @Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {
    String[] value();
}

    下面我们先介绍这些属性的含义。

    @Target用来约束注解可以应用的地方（如，类，方法，字段等），其中ElementType是枚举类型，用以指定Annotation的类型，即可作用在哪些地方。具体如下所示：

    public enum ElementType {
    //类、接口（包括注释类型）或枚举声明 
    TYPE,

    //字段声明（包括枚举常量）
    FIELD,

    //方法声明
    METHOD,

    //参数声明
    PARAMETER,

    //构造方法声明
    CONSTRUCTOR,

    //局部变量声明
    LOCAL_VARIABLE,

    //注释类型声明
    ANNOTATION_TYPE,

    //包声明
    PACKAGE
}

    @Retention用来约束注解的生命周期，其中RentationPolicy也是枚举类型，用以指定Annotation的策略。通俗点说，就是不同 RetentionPolicy 类型的 Annotation 的生命周期不同，具体如下所示：

    public enum RetentionPolicy {
  
    //该类型的注解信息只会保留在源码里，源码经过编译后，注解信息会被丢弃，不会保留在编译好的class文件里
    SOURCE,

    //该类型的注解信息会保留在源码里和class文件里，在执行的时候，不会加载到虚拟机中
    //因此，不能通过反射拿到注解的信息
    CLASS,

    //源码、class文件和执行的时候都会该注解的信息
    //注解信息将在运行期(JVM)也保留，因此可以通过反射获取注解的信息
    RUNTIME
}

    除了@Target和@Retention这两个元注解之外，还有@Documented和@Inherited这两个。先说@Documented，被@Documented修饰的注解会生成到javadoc之中。

    @Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentA {
}
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface DocumentB {
}
@DocumentA
@DocumentB
public class DocumentTest {
}

    使用javadoc命令生成文档：

    javadoc DocumentTest.java DocumentA.java DocumentB.java

    @Inherited 可以让注解被继承，但这并不是真的继承，只是通过使用@Inherited，可以让子类Class对象使用getAnnotations()获取父类被@Inherited修饰的注解，如下：

    @Inherited
@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentA {
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DocumentB {
}

@DocumentA
class A{ }

class B extends A{ }

@DocumentB
class C{ }

class D extends C{ }

//测试
public class DocumentDemo {

    public static void main(String... args){
        A instanceA=new B();
        System.out.println("已使用的@Inherited注解:"+Arrays.toString(instanceA.getClass().getAnnotations()));

        C instanceC = new D();

        System.out.println("没有使用的@Inherited注解:"+Arrays.toString(instanceC.getClass().getAnnotations()));
   }
}

    运行结果：

    运行结果:
     已使用的@Inherited注解:[@com.zejian.annotationdemo.DocumentA()]
     没有使用的@Inherited注解:[]

    Annotation的语法定义

    Annotation的写法通常如下所示：

    @Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AnnotationTest {
}

    AnnotationTest即是我们自定义的一个注解，后面我们可以直接使用@AnnotationTest来使用它。自定义注解时，我们使用@interface来表示这是一个注解，如class表示类，interface表示接口一样。要注意的是，虽然其与interfce关键字很像，但二者有本质区别。interface表示接口，接口可被继承或者实现，而@interface表示注解，而注解不能被继承。上面我们来详细解释一下这个自定义注解.它的名字是AnnotationTest,只可以作用在类上，即只可以标注在类名之上，它的RetentionPolicy为RUNTIME，即该注解可保留至运行期。需要注意到的是，@AnnotationTest这个注解中没有定义任何其他元素，这种注解被称为标记注解，用来做标记使用。

    下面我们再定义一个注解，@AnnotationTest2。此时，我们声明了一个String类型的name元素，默认为空字符；一个int类型的age元素，默认为0。需要注意的是，元素的声明与普通java类的属性不同，必须以普通java类的方法形式来声明，同时可选择使用default来提供默认值。

    @Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AnnotationTest2{
    String name() default "";
    int value() default 0;
}

    @AnnotationTest的使用如下：

    public class Test{
    @AnnotationTest(name = "Reece",age = 18)
    private User user;
    //todo 
}
public class User{
    private String name;
    private int age;
}

    注解支持的元素数据类型包括以下几种。需要注意到的是，注解本身也可以作为元素存在于另一个注解中，这就是嵌套注解。

    • 八种基本数据类型
    • String
    • Class
    • enum
    • Annotation
    • 上述类型的数组形式

    下面演示了上述类型的使用过程

    public enum  Status {
    NORMAL(200,"成功"),
    ERROR(404,"失败")
   ;
    private String msg;
    private int code;
    
    Status(int code,String msg) {
        this.msg = msg;
        this.code = code;
   }
}
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Reference {
    boolean next() default false;
}
public @interface AnnotationTest3{
    //声明枚举
    Status status() default Status.NORMAL;
    //String 类型
    String name() default "";
    //String数组
    String[] value();
    //boolean类型
    boolean needed() default false;
    //Class类型
    Class<?> testCase() default Void.class;
    //注解嵌套
    Reference reference() default @Reference(next=true);
}

    注解与反射机制的结合

    java中所有注解都继承了Annotation接口，也就是说，java使用Annotation接口代表注解元素，该接口是所有Annotation类型的父接口。在java.lang.reflect反射包下新增了AnnotatedElement接口，主要用于表示正在JVM中运行的程序中已使用注解的元素，通过该接口提供的方法可以利用反射技术读取注解的信息，如反射包的Constructor类、Field类、Method类、Package类和Class类都实现了AnnotatedElement接口，即可在JVM中分别获取到对应反射类中的注解信息。下图为jdk1.8中关于AnnotatedElement的主要方法。

    image-20200921231018134

    下面以一个利用运行时注解来组装数据库SQL的构建过程为例。

    /**
*表注解
*/
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface DBTable {
    String name() default "";
}
/**
 * 注解Integer类型的字段
 */
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface SQLInteger {
    //该字段对应数据库表中类型为int类型的列名
    String name() default "";
    //嵌套注解
    Constraints constraint() default @Constraints;
}
/**
 * 注解String类型的字段
 */
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface SQLString {

    //对应数据库表类型为varchar类型的列名
    String name() default "";

    //列类型分配的长度，如varchar(30)的30
    int value() default 0;

    Constraints constraint() default @Constraints;
}
/**
 * 约束注解
 */
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Constraints {
    //判断是否作为主键约束
    boolean primaryKey() default false;
    //判断是否允许为null
    boolean allowNull() default false;
    //判断是否唯一
    boolean unique() default false;
}
public class TableCreator{
     //todo  
    pulic static String createTable(String className) throws Exception{
        Class<?> clazz =Class.forName(className);
        DBTable dbTable=clazz.getAnnotation(DBTable.class);
        if(dbTable==null){
            return null;
       }
        String tableName=dbTable.name();
        if(tableName.length() <1){
            tableName=class.getName.toUpperCase();
       }
        List<String> columnDefs=new ArrayList();
        Filed[] fields=class.getDeclaredFileds();
        
        for(Field field:fields){
            String columnName="";
            Annotation[] annotions=field.getDeclaredAnnotations();
            if(annotations.length<1){
                continue;
           }
            for(int i=0;i<annotations.length;i++){
                sqlParse(annotations[i],columnName,field,columnDefs);
           } 
       }
         StringBuilder createSQL=new StringBuilder("create table "+tableName+" (");
            for(String columnName:columnDefs){
                createSQL.append("
 "+column+",");
           }
        String tableCreate=createSQL.subString(0,createSQL.length()-1)+"
 );";
        return tableCreate;
   }
    
    public static String getConstraints(Constraints constraints) {
        String cons = "";
        if (!constraints.allowNull()) {
            cons += "NOT NULL ";
       }
        if (constraints.primaryKey()) {
            cons += "PRIMARY KEY ";
       }
        if (constraints.unique()) {
            cons += "UNIQUE ";
       }
        return cons;
   }

    private static void sqlParse(Annotation annotation, String columnName, Field field, List<String> columnDefs) {
        if (annotation instanceof SQLInteger) {
            SQLInteger sqlInteger = (SQLInteger) annotation;
            if (sqlInteger.name().length() < 1) {
                columnName = field.getName().toUpperCase();
           } else {
                columnName = sqlInteger.name();
           }
            columnDefs.add(columnName + " INT " + getConstraints(sqlInteger.constraints()));
       } else if (annotation instanceof SQLString) {
            SQLString sqlString = (SQLString) annotation;
            if (sqlString.name().length() < 1) {
                columnName = field.getName().toUpperCase();
           } else {
                columnName = sqlString.name();
           }
            columnDefs.add(columnName + " VARCHAR(" + sqlString.value() + ") " + getConstraints(sqlString.constraints()));
       }
   }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        String[] classes = {"com.company.annotation.Member"};
        for (String className : classes) {
            System.out.println("TABLE CREATION SQL for " + className + "is:
" + createTable(className));
       }

   }
}

    参考

    Java Annotation认知(包括框架图、详细介绍、示例说明)

    Java注解(Annotation)详解
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