Java注解（一）：介绍，作用，思想及优点

“注解优先于命令模式”－出自《Effective Java》

Java 注解，从名字上看是注释，解释。但功能却不仅仅是注释那么简单。注解（Annotation） 为我们在代码中添加信息提供了一种形式化的方法，是我们可以在稍后某个时刻方便地使用这些数据（通过 解析注解 来使用这些数据），常见的作用有以下几种：

1. 生成文档。这是最常见的，也是java 最早提供的注解。常用的有@see @param @return 等
2. 跟踪代码依赖性，实现替代配置文件功能。比较常见的是spring 2.5 开始的基于注解配置。作用就是减少配置。现在的框架基本都使用了这种配置来减少配置文件的数量。也是
3. 在编译时进行格式检查。如@Override 放在方法前，如果你这个方法并不是覆盖了超类方法，则编译时就能检查出。
包 java.lang.annotation 中包含所有定义自定义注解所需用到的原注解和接口。如接口 java.lang.annotation.Annotation 是所有注解继承的接口,并且是自动继承，不需要定义时指定，类似于所有类都自动继承Object。

该包同时定义了四个元注解，Documented,Inherited,Target(作用范围，方法，属性，构造方法等),Retention(生命范围，源代码，class,runtime)。下面将在实例中逐个讲解他们的作用，及使用方法。

Inherited : 在您定义注解后并使用于程序代码上时，预设上父类别中的注解并不会被继承至子类别中，您可以在定义注解时加上java.lang.annotation.Inherited 限定的Annotation，这让您定义的Annotation型别被继承下来。注意注解继承只针对class 级别注解有效（这段建议看完全文后在来回顾）。 多说无益，下面就一步步从零开始建一个我们自己的注解。

建第一个注解

package com.tmser.annotation;
/**
*
*@interface用来声明一个注解，其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数。
*方法的名称就是参数的名称，返回值类型就是参数的类型。
*可以通过default来声明参数的默认值。
*在这里可以看到@Retention和@Target这样的元注解，用来声明注解本身的行为。
*@Retention用来声明注解的保留策略，有CLASS、RUNTIME和SOURCE这三种，
*分别表示注解保存在类文件、JVM运行时刻和源代码中。
*只有当声明为RUNTIME的时候，才能够在运行时刻通过反射API来获取到注解的信息。
*@Target用来声明注解可以被添加在哪些类型的元素上，如类型、方法和域等。
*就可以定义一个注解了，它将自动继承Annotation
*/
public @interface TestA {
//这里定义了一个空的注解，它能干什么呢。我也不知道，但他能用。
}

　　

在下面这个程序中使用它：

package com.tmser.annotation;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
* 这个类专门用来测试注解使用
* @author tmser
*/
@TestA //使用了类注解
public class UserAnnotation {

@TestA //使用了类成员注解
private Integer age;

@TestA //使用了构造方法注解
public UserAnnotation(){

}
@TestA //使用了类方法注解
public void a(){
@TestA //使用了局部变量注解
Map m = new HashMap(0);
}

public void b(@TestA Integer a){ //使用了方法参数注解

}
}

　　

编译没有报错，ok，一个注解实验完成。这个注解也太简单了吧，好像什么信息也不能传递。别急下面就来一步步完善它，也该四位元注解依次开始上场了。

四个元注解分别是：@Target,@Retention,@Documented,@Inherited ，再次强调下元注解是Java API提供，是专门用来定义注解的注解，其作用分别如下。

@Target 表示该注解用于什么地方，可能的值在枚举类 ElemenetType 中，包括：
ElemenetType.CONSTRUCTOR 构造器声明
ElemenetType.FIELD 域声明（包括 enum 实例）

ElemenetType.LOCAL_VARIABLE 局部变量声明

ElemenetType.ANNOTATION_TYPE 作用于注解量声明
ElemenetType.METHOD 方法声明

ElemenetType.PACKAGE 包声明
ElemenetType.PARAMETER 参数声明
ElemenetType.TYPE 类，接口（包括注解类型）或enum声明

@Retention 表示在什么级别保存该注解信息。可选的参数值在枚举类型 RetentionPolicy 中，包括：
RetentionPolicy.SOURCE 注解将被编译器丢弃
RetentionPolicy.CLASS 注解在class文件中可用，但会被VM丢弃
RetentionPolicy.RUNTIME VM将在运行期也保留注释，因此可以通过反射机制读取注解的信息。

@Documented 将此注解包含在 javadoc 中 ，它代表着此注解会被javadoc工具提取成文档。在doc文档中的内容会因为此注解的信息内容不同而不同。相当与@see,@param 等。

@Inherited 允许子类继承父类中的注解，例子中补充。

学习最忌好高骛远，我们就一个一个来实验。

第一个：@Target，动手在前面我们编写的注解上加上元注解。

package com.tmser.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Target;
/*
* 定义注解 Test
* 首先使用ElementType.TYPE
*/
@Target(ElementType.PACKAGE)
public @interface TestA {

}

　　

ctrl+ s 保存，今天电脑比较给力，我们的测试类那边立马出现了一堆错误，除了类注解。我想到这，聪明的你立刻明白了这个元注解的意义了。是不是想当然的偷起懒来了。？难道还有意外？细心的朋友应该发现了，我们的测试类少了一个属性没用，就是ElemenetType.PACKAGE。在我们的注解加上这个属性的元注解后，我们测试程序的元注解全部阵亡，不对，还有一个没加呢，好加上。package 包，想当然是加载 package 前面。即

@TestA package com.tmser.annotation;

什么也报错。这就搞不明白了，不加在这加哪去呢。我也不知道了，不过这是编译错误，我们的eclipse 将错误给我们指出了，就是

Package annotations must be in file package-info.java ，e 文虽然不好，但这个简单的还是难不倒几个人的，package 注解必须定义在 package-info.java 中。package-info 又是什么东西，好了为节省你们的时间帮你百度好了，传送门。ok,到此 target 元注解就全部完成了。

第二个元注解： @Retention 参数 RetentionPolicy。有了前面的经验这个注解理解起来就简单多了，并且幸运的是这个注解还没有特殊的属性值。 简单演示下如何使用：

package com.tmser.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Target;
/*
* 定义注解 Test
* 首先使用ElementType.TYPE
* 运行级别定为 运行时，以便后面测试解析
*/
@Target(ElementType.PACKAGE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

public @interface TestA {

}

　　

第三和第四个元注解就不再举例了。比较简单，也没有值，相信看过上面的解释也就清楚了。下面我们还是继续来深入的探讨下注解的使用。上面的例子都非常简单，注解连属性都没有。ok，下面我们就来定义一个有属性的注解，并在例子程序中获取都注解中定义的值。

开始之前将下定义属性的规则：

@interface用来声明一个注解，其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数。方法的名称就是参数的名称，返回值类型就是参数的类型（返回值类型只能是基本类型、Class、String、enum）。可以通过default来声明参数的默认值。

代码：

/*
* 定义注解 Test
* 为方便测试：注解目标为类 方法，属性及构造方法
* 注解中含有三个元素 id ,name和 gid;
* id 元素 有默认值 0
*/
@Target({TYPE,METHOD,FIELD,CONSTRUCTOR})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestA {
String name();
int id() default 0;
Class<Long> gid();
}

下面改下我们的测试类：

package com.tmser.annotation;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
* 这个类专门用来测试注解使用
* @author tmser
*/

@TestA(name="type",gid=Long.class) //类成员注解
public class UserAnnotation {
@TestA(name="param",id=1,gid=Long.class) //类成员注解
private Integer age;
@TestA (name="construct",id=2,gid=Long.class)//构造方法注解
public UserAnnotation(){
}
@TestA(name="public method",id=3,gid=Long.class) //类方法注解
public void a(){
Map<String,String> m = new HashMap<String,String>(0);
}
@TestA(name="protected method",id=4,gid=Long.class) //类方法注解
protected void b(){
Map<String,String> m = new HashMap<String,String>(0);
}
@TestA(name="private method",id=5,gid=Long.class) //类方法注解
private void c(){
Map<String,String> m = new HashMap<String,String>(0);
}
public void b(Integer a){
}
}

　　

下面到了最重要的一步了，就是如何读取我们在类中定义的注解。只要读取出来了使用的话就简单了。

jdk1.5 既然增加了注解，肯定就增加了相关读取的api

在java.lang.reflect包中新增了AnnotatedElement接口，JDK源码如下：

public interface AnnotatedElement {
boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass);
<T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass);
Annotation[] getAnnotations();
Annotation[] getDeclaredAnnotations();
}

isAnnotationPresent：判断是否标注了指定注解

getAnnotation：获取指定注解，没有则返回null
getAnnotations：获取所有注解，包括继承自基类的，没有则返回长度为0的数组
getDeclaredAnnotations：获取自身显式标明的所有注解，没有则返回长度为0的数组

package com.tmser.annotation;

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class ParseAnnotation {

/**
* 简单打印出UserAnnotation 类中所使用到的类注解
* 该方法只打印了 Type 类型的注解
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void parseTypeAnnotation() throws ClassNotFoundException {
Class clazz = Class.forName("com.tmser.annotation.UserAnnotation");
Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
TestA testA = (TestA)annotation;
System.out.println("id= \""+testA.id()+"\"; name= \""+testA.name()+"\"; gid = "+testA.gid());
}
}
/**
* 简单打印出UserAnnotation 类中所使用到的方法注解
* 该方法只打印了 Method 类型的注解
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void parseMethodAnnotation(){
Method[] methods = UserAnnotation.class.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
/*
* 判断方法中是否有指定注解类型的注解
*/
boolean hasAnnotation = method.isAnnotationPresent(TestA.class);
if (hasAnnotation) {
/*
* 根据注解类型返回方法的指定类型注解
*/
TestA annotation = method.getAnnotation(TestA.class);
System.out.println("method = " + method.getName()
+ " ; id = " + annotation.id() + " ; description = "
+ annotation.name() + "; gid= "+annotation.gid());
}
}
}
/**
* 简单打印出UserAnnotation 类中所使用到的方法注解
* 该方法只打印了 Method 类型的注解
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static void parseConstructAnnotation(){
Constructor[] constructors = UserAnnotation.class.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
/*
* 判断构造方法中是否有指定注解类型的注解
*/
boolean hasAnnotation = constructor.isAnnotationPresent(TestA.class);
if (hasAnnotation) {
/*
* 根据注解类型返回方法的指定类型注解
*/
TestA annotation =(TestA) constructor.getAnnotation(TestA.class);
System.out.println("constructor = " + constructor.getName()
+ " ; id = " + annotation.id() + " ; description = "
+ annotation.name() + "; gid= "+annotation.gid());
}
}
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
parseTypeAnnotation();
parseMethodAnnotation();
parseConstructAnnotation();
}
}

　　

先别说话，运行：

id= "0"; name= "type"; gid = class java.lang.Long
method = c ; id = 5 ; description = private method; gid= class java.lang.Long
method = a ; id = 3 ; description = public method; gid= class java.lang.Long
method = b ; id = 4 ; description = protected method; gid= class java.lang.Long
constructor = com.tmser.annotation.UserAnnotation ; id = 2 ; description = construct; gid= class java.lang.Long

看到了吧，我们定义的注解都完整的输出了，你要使用哪个，直接拿去用就好了。

为了不让这篇文章打开太慢，我省略了类属性注解，及参数注解的解析。其实都大同小异。

另外，我也没有举使用例子。因为我认为好的教程是讲的详细的同时，还会留有扩展。如果我全部写出来，而你只是学习的话，那基本不会自己去动脑了，而是复制粘贴运行一遍完事。

最后提醒下：

1. 要用好注解，必须熟悉java 的反射机制，从上面的例子可以看出，注解的解析完全依赖于反射。

2. 不要滥用注解。平常我们编程过程很少接触和使用注解，只有做设计，且不想让设计有过多的配置时。