注解在Java中是如何工作的

来一点咖啡，准备好进入注解的世界。

注解一直是 Java 的一个非常重要的部分，它从 J2SE 5.0 开始就已经存在了。在我们的应用程序代码中，经常看到 @Override 和 @Deprecated 这样的注解。在本文中，我将讨论注解到底是什么，为什么引入注解，它们是如何工作的，如何编写自定义注解(有示例代码)，注解的有效场景是什么，最后是注解和 ADF。这将是一个很长的帖子，所以来一点咖啡，准备好进入注解的世界。

1. 注解是什么?

用一个词来可以解释：注解即是元数据。元数据是关于数据的数据。所以注解是代码的元数据。举个例子，查看下面的代码。

@Override
public String toString() {
return "This is String Representation of current object.";
}

我在以上代码中重写 toString() 方法时使用了 @Override 注解。即使我不使用 @Override，代码仍然能够正常工作，没有任何问题。那么，这个注解的优点是什么？又代表了什么？@Override 告诉编译器，此方法是一个重写的方法(有关该方法的元数据)，如果父类中不存在此类方法，则引发编译器错误(超类中没有被覆盖其的方法)。现在，如果我犯了一个排版错误，并使用方法名为 toStrring() {double r} 如果我没有使用 @Override，我的代码会成功地编译和执行，但是结果将会与预期不同。现在，我们理解了注解是什么，阅读正式的定义是很有用处的。

注解是一种特殊的 Java 构造，用于修饰类、方法、字段、参数、变量、构造函数或包。这是 JSR-175 选择的提供元数据的工具。

2. 为什么引入注解？

在注解出现之前(甚至之后)，XML 被广泛地用于元数据，但是，一部分特定的应用程序开发人员和架构师认为 XML 维护变得麻烦了。他们希望能够通过某种方式与代码紧密耦合，来代替 XML，因为 XML 与代码非常松散地耦合(在某些情况下，几乎是独立的)。如果你在谷歌上搜索 “XML vs annotations”，你会发现很多有趣的争论。有趣的一点是，XML配置是为了将配置从代码中分离出来而引入的。最后两种说法可能会在你的脑海中产生一些疑问，即这两种说法都在创造一个循环，但两者各有优缺点。让我们试着用一个例子来理解。

假设您希望设置一些应用程序范围的常量/参数。在这个场景中，XML将是一个更好的选择，因为这与任何特定的代码段无关。如果您希望将某些方法公开为服务，那么注解将是一个更好的选择，因为它需要与该方法紧密耦合，并且该方法的开发人员必须知道这一点。

另一个重要因素是注解定义了在代码中定义元数据的标准方法。在注解之前，人们还使用自己的方法来定义元数据。一些例子是使用标记接口、注解、临时关键字等。每个开发人员都需要根据自己的方式来决定元数据，但是注解是标准化的东西。

如今，大多数框架都将XML和注解结合起来，充分利用两者的优点。

3.注解如何工作以及如何编写自定义注解

在开始解释之前，我建议您下载这个注释(AnnotationsSample.zip) 的示例代码，并在您常用的 IDE 中保持打开，因为它将帮助您更好地理解下面的解释。

编写注解非常简单。您可以将注解定义与接口定义进行比较。让我们看两个例子 — 一个是标准 @Override 第二个注解是自定义注解。@Todo:

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

似乎有些可疑之处 @Override 它没有做任何事情 — 它只是检查是否在父类中定义了一个方法。别惊讶，我不是在开玩笑。重写注解的定义只有那么多代码。这是需要理解的最重要的部分，我重申一遍：注解只是元数据，不包含任何业务逻辑。很难理解但却是真的。如果注解不包含逻辑，那么一定有人在做一些事情，并且有人是这个注解元数据的消费者。注解只提供有关定义的属性(类/方法/包/字段)的信息。消费者是一段代码，它读取这些信息，然后执行必要的逻辑。

当我们谈论标准注解时，比如 @Override ， JVM 是使用者，它是在字节码级别工作的。这是应用程序开发人员无法控制、也不能用于自定义注解的东西。因此，我们需要为我们自己的注解写一些消费实例。

让我们逐一理解用于编写注解的关键术语。在上面的例子中，您将看到注解如何被应用。

J2SE 5.0 在 java.lang.annotation 包中提供了四个注解，它们仅在编写注解时使用：

@Documented – 是否将注解放在 Javadocs 中

@Retention – 注解什么时候被保留

@Target? – 注解可以使用的地方

@Inherited – 子类是否可以继承注解。

@Documented – 一个简单的标记注解，它标识了是否将注解添加到 Javadoc 中。

@Retention – 定义应保留注解的时间。

RetentionPolicy.SOURCE 在编译期间丢弃。这些注解在编译完成后没有任何意义，因此它们不会被写入字节码。例子：@Override, @SuppressWarnings

RetentionPolicy.CLASS – 在类加载期间丢弃。应用在进行字节码级别的编译期间。有些令人惊讶的是，这是默认的。

RetentionPolicy.RUNTIME – 不会丢弃。该注解可以在运行时进行反射。这是我们通常用于自定义注解的内容。

@Target – 注解可以使用的地方。如果不指定这一属性，注解可以应用在任何地方。以下是该注解的有效值。这里的一个要点，它只有包含的形式，这意味着如果您想要对7个属性进行注解，并且只想排除一个属性，这时需要在定义目标时包含所有7个属性。

ElementType.TYPE (类，接口，枚举)

ElementType.FIELD (实例变量)

ElementType.METHOD

ElementType.PARAMETER

ElementType.CONSTRUCTOR

ElementType.LOCAL_VARIABLE

ElementType.ANNOTATION_TYPE (用于其他注解)

ElementType.PACKAGE (记住 package-info.java)

@Inherited – 控制注解是否应该影响子类。

现在，注解定义中包含了什么？注解只支持基本类型、字符串和枚举。注解的所有属性都定义为方法，并且还可以提供默认值。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Todo {
public enum Priority {LOW, MEDIUM, HIGH}
public enum Status {STARTED, NOT_STARTED}
String author() default "Yash";
Priority priority() default Priority.LOW;
Status status() default Status.NOT_STARTED;
}

以下是如何使用上述注解的示例：

@Todo(priority = Todo.Priority.MEDIUM, author = "Yashwant", status = Todo.Status.STARTED)
public void incompleteMethod1() {
//Some business logic is written
//But it’s not complete yet
}

如果注解中只有一个属性，则应该将其命名为 “value”，并且可以在使用时不使用属性名称。

@interface Author{
String value();
}
@Author("Yashwant")
public void someMethod() {
}

目前为止一切顺利。我们已经定义了自定义注解，并将其应用于一些业务逻辑方法。现在，是时候写一个消费的实例了。为了完成这个目标，我们需要使用到反射。如果您熟悉反射代码，那么您就知道反射提供了类、方法和字段对象。所有这些对象都有一个 getAnnotation() 方法，该方法返回注解对象。我们需要将此对象转换为自定义注解(在使用 instanceOf() 检查之后)，然后，我们可以调用自定义注解中定义的方法。让我们看一下示例代码，它使用了上面的注解：

Class businessLogicClass = BusinessLogic.class;
for(Method method : businessLogicClass.getMethods()) {
Todo todoAnnotation = (Todo)method.getAnnotation(Todo.class);
if(todoAnnotation != null) {
System.out.println(" Method Name : " + method.getName());
System.out.println(" Author : " + todoAnnotation.author());
System.out.println(" Priority : " + todoAnnotation.priority());
System.out.println(" Status : " + todoAnnotation.status());
}
}

4. 注解用例

注解非常的强大，Spring 和 Hibernate 等框架非常广泛地使用注解进行日志记录和验证。注解可以在使用标记接口的地方使用。标记接口用于整个类，但您可以定义可以用于单个方法的注解，例如，某个方法是否公开为服务方法。

在 servlet 3.0 规范中，引入了许多注解，特别是与 servlet 安全有关的注解。我们先来看看几个：

HandlesTypes – 此注解用于声明传递给 ServletContainerInitializer 的应用程序类数组。

HttpConstraint – 此注解表示应用于所有具有HTTP协议方法类型的请求的安全约束，在 ServletSecurity 上没有相应的 HttpMethodConstraint 注解时。

HttpMethodConstraint – 特定的安全约束可以应用于不同类型的请求，在 ServletSecurity 上注解。

MultipartConfig – 此注解用于指示声明它的 servlet 将使用 multiPart/form-Data MIME 类型发出请求。

ServletSecurity – 在 servlet 实现类上声明此注解，对HTTP协议请求执行安全约束。

WebFilter – 用于声明 servlet 过滤器的注解。

WebInitParam – 用于在 servlet 或过滤器上声明初始化参数的注解，在 WebFilter 或 WebServlet 上注解。

WebListener – 用于在给定的Web应用程序上下文中声明各种类型事件的侦听器的注解。

WebServlet – 此注解用于声明 servlet 的配置。

5. 应用程序开发框架(ADF，Application Development Framework)和注解

现在，我们正在讨论的最后一部分：应用程序开发框架（ADF）。ADF 由 Oracle 开发，用于构建 Oracle 融合应用程序。我们已经看到了优点和缺点，并且知道如何编写自定义注解，但是在 ADF 中我们可以在哪里使用自定义注解呢？ADF 是否提供本地注解？

这些无疑是有趣的问题：但是是否存在某些限制来阻止在 ADF 中大规模使用注解？前面提到的框架(如 Spring 和 Hibernate ) 使用的 AOP (面向方面的编程)。在 AOP 中，框架提供了为任何事件的预处理和后处理注入代码的机制。例如，您有一个钩子在方法执行之前和之后放置代码，因此您可以在这些地方编写自定义代码。ADF 不使用 AOP。如果我们有任何有效的注解用例，我们可能需要通过继承方式。

原文：https://dzone.com/videos/devnexus2015/how-annotations-work-java

作者：Yashwant Golecha

译者：遗失的拂晓