深入JAVA注解-Annotation（学习过程）

JAVA注解-Annotation学习

本文目的：项目开发过程中遇到自定义注解，想要弄清楚其原理，但是自己的基础知识不足以支撑自己去探索此问题，所以先记录问题，然后补充基础知识，然后解决其问题。记录此学习过程。

项目中遇到的注解：

//使用注解的地方
@ServiceScan({"com.sinosoft.lis.pubfun"})
public class CodeQuerySQL {}

//注解类 ServiceScan
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ServiceScan {
    String[] value() default {};
}

//这个com.sinosoft.lis.pubfun包下的类
@CodeQuery
public interface CodeQuery_Framework {}

//注解类CodeQuery
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface CodeQuery {
}

问题描述： 开发中，我们需要自己新建一个codequeryframework_nb类，这个类是这样使用的，放在com.sinosoft.lis.pubfun包下就行，然后自定义方法，就会自动被扫描到，然后会自动加载定义的接口方法类，去实现我们的查询下拉的功能。注解使用正确，包放在正确的位置就可以使用了，但是为什么不会和之前的codequeryframework冲突？具体是怎么实现的，我们组内的成员都没搞明白。我决定把注解这个知识点往深处挖一挖。

我们的问题：

1. 功能这是怎么实现的。
2. 为什么不会和之前创建的类冲突。
3. 其实就是，怎么实现的。

学习目的：

1. 能够解释：为什么这个类是通过注解如何实现的
2. 了解注解是什么，注解怎么用，注解的实现原理

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注解基础知识补充：

学习过程：

1. 首先，先找一个资料，大概的对注解有一定的认识。 https://www.runoob.com/w3cnote/java-annotation.html
2. 查询一些博主的博文，看看他们都提到哪些大的点，基本上都是一样的，所以就能定位到自己需要首先了解哪些是需要学习和了解的
3. 对于过程中的疑问，进行查漏补缺。为自己解惑

其他人提到的知识点：java5，元注解，自定义注解，注解的实现，注解的属性，注解的作用，在反射中使用注解

注解的本质

//「java.lang.annotation.Annotation」接口中有这么一句话，用来描述『注解』。
The common interface extended by all annotation types
所有的注解类型都继承自这个普通的接口（Annotation）

我们先随便点开一个JDK内的注解，查看一下是如何定义的

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

这是注解 @Override 的定义，其实它本质上就是：

 public interface Override extends Annotation{

 }

没错，注解的本质就是一个继承了 Annotation 接口的接口。有关这一点，你可以去反编译任意一个注解类，你会得到结果的。

为什么要用注解？

这里找到了两位博主的解析，感觉简单易懂很到位。先来一个整体上的认识。

在平时不知道我们是否都用过便利贴，在一张纸上写好几句话，贴在我们需要的地方.还有一个情况，大多数人都叫我们程序猿（钱多话少死得快），这也是给我们贴了一个标签。像这两种情况基本上就是注解。你可以把这两种情况联想到代码的注解上。比如我们定义了一个方法，这个方法要实现加法的运算，那么我们就可以定义一个@ADD标签。表示这个方法就是实现加法的。我们程序员一看到这个@ADD，就能很容易理解这个方法是干嘛的。简单而言。注解就是对于代码中某些鲜活个体的贴上去的一张标签。简化来讲，注解如同一张标签。因为，如果你之前还未正式的学习过注解，你就可以把他当成便利贴标签就好了，这能帮你理解注解的大部分内容。

以前，『XML』是各大框架的青睐者，它以松耦合的方式完成了框架中几乎所有的配置，但是随着项目越来越庞大，『XML』的内容也越来越复杂，维护成本变高。于是就有人提出来一种标记式高耦合的配置方式，『注解』。方法上可以进行注解，类上也可以注解，字段属性上也可以注解，反正几乎需要配置的地方都可以进行注解。关于『注解』和『XML』两种不同的配置模式，争论了好多年了，各有各的优劣，注解可以提供更大的便捷性，易于维护修改，但耦合度高，而 XML 相对于注解则是相反的。追求低耦合就要抛弃高效率，追求效率必然会遇到耦合。本文意不再辨析两者谁优谁劣，而在于以最简单的语言介绍注解相关的基本内容。

元注解

元注解的作用：

『元注解』是用于修饰注解的注解，通常用在注解的定义上

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

这是我们 @Override 注解的定义，你可以看到其中的 @Target，@Retention 两个注解就是我们所谓的『元注解』，『元注解』一般用于指定某个注解生命周期以及作用目标等信息。

那么元注解分别有哪些

//目前jdk官方提供的元注解有4个
@Target：定义注解的作用目标
@Retention：定义注解的生命周期
@Documented：定义注解是否应当被包含在 JavaDoc 文档中
@Inherited：定义是否允许子类继承该注解

元注解详解

1. @Target -用于指明被修饰的注解最终可以作用的目标是谁，也就是指明，你的注解到底是用来修饰方法的？修饰类的？还是用来修饰字段属性的。Target 的定义如下：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Target {
    /**
     * Returns an array of the kinds of elements an annotation type
     * can be applied to.
     * @return an array of the kinds of elements an annotation type
     * can be applied to
     */
    ElementType[] value();
}

我们可以通过以下的方式来为这个 value 传值：

 @Target(value = {ElementType.FIELD})

被这个 @Target 注解修饰的注解将只能作用在成员字段上，不能用于修饰方法或者类。其中，ElementType 是一个枚举类型，有以下一些值：

public enum ElementType {
    /** Class, interface (including annotation type), or enum declaration */
    TYPE,  //允许被修饰的注解作用在类、接口和枚举上

    /** Field declaration (includes enum constants) */
    FIELD, //允许作用在属性字段上

    /** Method declaration */
    METHOD,  //允许作用在方法上

    /** Formal parameter declaration */
    PARAMETER, //允许作用在方法参数上

    /** Constructor declaration */
    CONSTRUCTOR, //允许作用在构造器上

    /** Local variable declaration */
    LOCAL_VARIABLE,  //允许作用在本地局部变量上

    /** Annotation type declaration */
    ANNOTATION_TYPE,  //允许作用在注解上

    /** Package declaration */
    PACKAGE,   //允许作用在包上

    /**
     * Type parameter declaration
     * 表示该注解能写在类型变量的声明语句中（如：泛型声明）。
     * @since 1.8
     */
    TYPE_PARAMETER,  

    /**
     * Use of a type
     * 表示该注解能写在使用类型的任何语句中。
     * @since 1.8
     */
    TYPE_USE
}

注意：上述中文翻译为自己翻译的，如果有错误，请自行查阅官方文档
最后从jdk1.8添加的两个枚举类型的作用，是通过搜索网络资料查询得来
类型注解： JDK1.8之后，关于元注解@Target的参数类型ElementType枚举值多了两个：
TYPE_PARAMETER和TYPE_USE。

在Java8之前，注解只能是在声明的地方所使用，Java8开始，注解可以应用在任何地方。
ElementType.TYPE_PARAMETER 表示该注解能写在类型变量的声明语句中（如：泛型声明）。
ElementType.TYPE_USE 表示该注解能写在使用类型的任何语句中。

1. @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。它的基本定义如下：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Retention {
    /**
     * Returns the retention policy.
     * @return the retention policy
     */
    RetentionPolicy value();
}

同样的，它也有一个 value 属性：

@Retention(value = RetentionPolicy.RUNTIME

这里的 RetentionPolicy 依然是一个枚举类型，它有以下几个枚举值可取：

public enum RetentionPolicy {
    /**
     * Annotations are to be discarded by the compiler.
     */
    SOURCE,  //当前注解编译期可见，不会写入 class 文件

    /**
     * Annotations are to be recorded in the class file by the compiler
     * but need not be retained by the VM at run time.  This is the default
     * behavior.
     */
    CLASS,  //类加载阶段丢弃，会写入 class 文件

    /**
     * Annotations are to be recorded in the class file by the compiler and
     * retained by the VM at run time, so they may be read reflectively.
     *
     * @see java.lang.reflect.AnnotatedElement
     */
    RUNTIME  //永久保存，可以反射获取
}

@Retention 注解指定了被修饰的注解的生命周期，一种是只能在编译期可见，编译后会被丢弃，一种会被编译器编译进class文件中，无论是类或是方法，乃至字段，他们都是有属性表的，而 JAVA 虚拟机也定义了几种注解属性表用于存储注解信息，但是这种可见性不能带到方法区，类加载时会予以丢弃，最后一种则是永久存在的可见性。

如何验证生命周期？

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface TestAnnotation {
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation2 {
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface TestAnnotation3 {
}

@TestAnnotation
@TestAnnotation2
@TestAnnotation3
public class TestJava {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> testJava = Class.forName("com.sinosoft.lis.pubfun.TestJava");
        Annotation[] annotations = testJava.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation.annotationType());
        }

    }

你明白我的意思吧。

1. @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).
2. @Documented - 标记这些注解是否包含在用户文档中.

剩下两种类型的注解我们日常用的不多，也比较简单，这里不再详细的进行介绍了，只需要知道他们各自的作用即可.

@Documented 注解修饰的注解，当我们执行 JavaDoc 文档打包时会被保存进 doc 文档，反之将在打包时丢弃.

@Inherited 注解修饰的注解是具有可继承性的，也就说我们的注解修饰了一个类，而该类的子类将自动继承父类的该注解.

JAVA提供的三大内置注解

#### 除了上述四种元注解外，JDK 还为我们预定义了另外三种注解，它们是：
1. @Override
2. @Deprecated
3. @SuppressWarnings

JAVA提供的三大内置注解-详解

1. @Override 注解想必是大家很熟悉的了,标记为方法为重写，它的定义如下：

/**
 * Indicates that a method declaration is intended to override a
 * method declaration in a supertype. If a method is annotated with
 * this annotation type compilers are required to generate an error
 * message unless at least one of the following conditions hold:
 *
 * <ul><li>
 * The method does override or implement a method declared in a
 * supertype.
 * </li><li>
 * The method has a signature that is override-equivalent to that of
 * any public method declared in {@linkplain Object}.
 * </li></ul>
 *
 * @author  Peter von der Ah&eacute;
 * @author  Joshua Bloch
 * @jls 9.6.1.4 @Override
 * @since 1.5
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

它没有任何的属性，所以并不能存储任何其他信息。它只能作用于方法之上，编译结束后将被丢弃。所以你看，它就是一种典型的『标记式注解』，仅被编译器可知，编译器在对 java 文件进行编译成字节码的过程中，一旦检测到某个方法上被修饰了该注解，就会去匹对父类中是否具有一个同样方法签名的函数，如果不是，自然不能通过编译。

2. @Deprecated ： 主要用来标记该Element已经过时，基本定义如下

/**
 * A program element annotated @Deprecated is one that programmers
 * are discouraged from using, typically because it is dangerous,
 * or because a better alternative exists.  Compilers warn when a
 * deprecated program element is used or overridden in non-deprecated code.
 *
 * @author  Neal Gafter
 * @since 1.5
 * @jls 9.6.3.6 @Deprecated
 */
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
public @interface Deprecated {
}

依然是一种『标记式注解』，永久存在，可以修饰所有的类型，作用是，标记当前的类或者方法或者字段等已经不再被推荐使用了，可能下一次的 JDK 版本就会删除。当然，编译器并不会强制要求你做什么，只是告诉你 JDK 已经不再推荐使用当前的方法或者类了，建议你使用某个替代者。

3. @SuppressWarnings：主要用来压制 java 的警告，它的基本定义如下：

/**
 * Indicates that the named compiler warnings should be suppressed in the
 * annotated element (and in all program elements contained in the annotated
 * element).  Note that the set of warnings suppressed in a given element is
 * a superset of the warnings suppressed in all containing elements.  For
 * example, if you annotate a class to suppress one warning and annotate a
 * method to suppress another, both warnings will be suppressed in the method.
 *
 * <p>As a matter of style, programmers should always use this annotation
 * on the most deeply nested element where it is effective.  If you want to
 * suppress a warning in a particular method, you should annotate that
 * method rather than its class.
 *
 * @author Josh Bloch
 * @since 1.5
 * @jls 4.8 Raw Types
 * @jls 4.12.2 Variables of Reference Type
 * @jls 5.1.9 Unchecked Conversion
 * @jls 5.5.2 Checked Casts and Unchecked Casts
 * @jls 9.6.3.5 @SuppressWarnings
 */
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {
    /**
     * The set of warnings that are to be suppressed by the compiler in the
     * annotated element.  Duplicate names are permitted.  The second and
     * successive occurrences of a name are ignored.  The presence of
     * unrecognized warning names is <i>not</i> an error: Compilers must
     * ignore any warning names they do not recognize.  They are, however,
     * free to emit a warning if an annotation contains an unrecognized
     * warning name.
     *
     * <p> The string {@code "unchecked"} is used to suppress
     * unchecked warnings. Compiler vendors should document the
     * additional warning names they support in conjunction with this
     * annotation type. They are encouraged to cooperate to ensure
     * that the same names work across multiple compilers.
     * @return the set of warnings to be suppressed
     */
    String[] value();
}

它有一个 value 属性需要你主动的传值，这个 value 代表一个什么意思呢，这个 value 代表的就是需要被压制的警告类型。例如：

public static void main(String[] args) {
    Date date = new Date(2019, 12, 27);
}

这么一段代码，程序启动时编译器会报一个警告。

Warning:(8, 21) java: java.util.Date 中的 Date(int,int,int) 已过时

而如果我们不希望程序启动时，编译器检查代码中过时的方法，就可以使用 @SuppressWarnings 注解并给它的 value 属性传入一个参数值来压制编译器的检查。

@SuppressWarning(value = "deprecated")
public static void main(String[] args) {
    Date date = new Date(2019, 12, 27);
}

这样你就会发现，编译器不再检查 main 方法下是否有过时的方法调用，也就压制了编译器对于这种警告的检查。

当然，JAVA 中还有很多的警告类型，他们都会对应一个字符串，通过设置 value 属性的值即可压制对于这一类警告类型的检查。

自定义注解:

自定义注解的语法比较简单，通过类似以下的语法即可自定义一个注解。

public @interface InnotationName{

}

当然，自定义注解的时候也可以选择性的使用元注解进行修饰，这样你可以更加具体的指定你的注解的生命周期、作用范围等信息。

注解的属性 && 注解的使用

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。

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。

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。

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到目前为止：我仅仅知道注解是如何定义的，具体用起来是怎么实现的呢？

1. 比如@override是怎么去校验的？？毕竟点开源码，看它定义起来挺简单的

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

1. 再比如，我的类上面添加一个 @Documented 注解，在生成文档的时候就会自动根据我写的 doc去生成文档吗？他是怎么实现的？通过扫描注解类来完成吗？
2. 再比如，之前用过的@bean 注解，我们在spring框架使用时候，在java类上定义之后，就会在加载的时候扫描加载到容器吗？具体是怎么实现的呢？
3. 我觉得我需要很明白的理解这写问题。自己预估可能跟其他人提到的反射有关

那么。带着这些个疑问，我们继续向下学习。

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注解与反射

上述内容我们介绍了注解使用上的细节，也简单提到，「注解的本质就是一个继承了 Annotation 接口的接口」，现在我们就来从虚拟机的层面看看，注解的本质到底是什么。

注解的使用实例

注解运用的地方太多了，如：

JUnit 这个是一个测试框架，典型使用方法如下：

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

还有例如ssm框架，springboot，springcloud等运用了大量的注解。

总结

算是对注解有了基本的认知。谈谈自我总结吧。

1. 如果注解难于理解，你就把它类同于标签，标签为了解释事物，注解为了解释代码。
2. 注解的基本语法，创建如同接口，但是多了个 @ 符号。
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. 注解的提取需要借助于 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（需研究反射，！important）。

我之前的问题：

1. 我推论，我之前的问题，并不是出现在注解上面了。
2. 我之前的疑问的功能是通过注解，反射来完成的.注解只是起到了注解该完成的功能。
3. 接下来需要研究的是：反射。

通过反射机制会扫描出所有被@CodeQuery 修饰过的类或者接口并以bean对象的形式注入到自己的容器中来统一管理，根据被@CodeQuery修饰的接口或者类，就可以确定了被@CodeQuery修饰过得类都有哪些，遍历所有Class文件，然后可以用反射中的Method类来获取所有被@SQL修饰过的方法的名字，通过方法名字就可以在程序运行时调用对应的接口来执行sql语句了

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参考文献 ：

• https://www.cnblogs.com/yangming1996/p/9295168.html
• https://www.cnblogs.com/love-menglong/p/11165469.html
• https://www.runoob.com/w3cnote/java-annotation.html
• https://blog.csdn.net/tainxiawuti/article/details/99644352
• https://www.cnblogs.com/skywang12345/ 《大佬》

扩展作业

1. Class源码查阅并了解里面的内置方法，如里面提供的有查看反射类的注解方法：

    Class<TestJava> testJavaClass = TestJava.class;
    testJavaClass.getAnnotations();

1. 认识到了底层知识的重要性，感受到了Java底层的力量。
2. 反射的理论知识，实际应用，应用场景分析。