Java中如何编写自定义注解

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一、概念

注解(也被成为元数据)为我们在代码中添加信息提供了一种形式化的方式,使我们可以在稍后的某个时刻更容易的使用这些数据。

二、常见注解

1. Java 自带

Java中自带了三个基本注解和四个元注解,基本注解分别是@Override@Deprecated@SuppressWarnings等。

注解 说明
@Override 表示被标注的方法重写了从父类继承下来的方法
@Deprecated 表示被标注的方法已经过时了,不建议再引用
@SuppressWarnings 关闭代码中不需要的警告信息

2. 第三方注解

也就是第三方框架自带的注解,如Spring框架中的@Autowired@Controller等注解;Mybatis中的@InsertProvider@Mapper等;这些不是文章的重点,所以不一一介绍了,感兴趣的童鞋可以自行Google哈~

3. 自定义的注解

Java中允许我们自定义注解,我们可以根据自己的需求编写所需的代码

三、注解分类

按照运行的机制来分的话,注解可以分为:

  • 源码注解:注解只在源码中存在,编译(变成.class文件)后就不存在了
  • 编译时注解源码.class文件中都会存在,如上面三个Java自带注解
  • 运行时注解:在程序运行时也一直起作用,甚至会影响运行逻辑的注解,像Spring中的@Autowired

除了以上还有一些注解,如 元注解,就是用来标注其他注解的注解,一般用来创建新的注解;标记注解,表示注解实际没有什么功能,只有标记作用。

四、自定义注解

1. 元注解

Java中有四个元注解,它们的作用就是注解其他的注解,当自定义注解的时候,需要编写相应的处理器来处理它们:

名称 说明
@Target 表示注解可以作用在哪些地方(即作用域),参数为ElementType枚举包括:
CONSTRUCTOR: 构造器说明
FIELD:字段或域的声明, 包括enum实例
LOCAL_VARIABLE:局部变量声明
METHOD:方法声明
PACKAGE:包声明
PARAMETER:参数声明
TYPE:类、接口、注解或enum声明
@Retention 表示需要在什么级别保存该注解信息(生命周期),参数为RetentionPolicy枚举,包括:
SOURCE:只在源码中显示,编译时丢弃
CLASS.class文件中可用,运行时丢弃
RUNTIME:运行器也会存在,因此可以通过反射机制来读取注解的信息
@Documented 生成Javadoc时会把带有该注解的注解也包括进去,是一个标识注解
@Inherited 允许子类继承父类中的注解,是一个标识注解

2. 如何自定义注解

自定义注解的语法和定义Java中的接口差不多,而且注解也会生成.class文件。编写语法如下:

import java.lang.annotation.*;

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

    int id();

    String description() default "no description";

}

这样就定义了一个简单的注解,接下来说明说明一下:
① 用元注解来标注注解
② 使用@Interface关键字来定义注解,比定义接口的关键字多了一个@
id()description()在《Java编程思想》中称其为元素,类似接口中的方法,不同的是元素不能有入参且可以指定默认值,但不能是null值,如果想绕过这个约束可以使用空字符或负数;而且注解可以没有元素,没有元素时该注解就是标注注解,没有实际作用。

3. 使用自定义注解

使用自定义注解和使用Java自带的注解一样,以上面创建的@UseCase注解为例:

import java.util.List;

public class PasswordUtils {

    @UseCase(id = 47, description = "at least one numeric")
    public boolean validatePassword(String password) {
        return (password.matches("\\w*\\d\\w*"));
    }

	// 这里没有定义 default 的值, 之后处理时会使用默认值
    @UseCase(id = 48)
    public String encryptPassword(String password) {
        return new StringBuilder(password).reverse().toString();
    }

    @UseCase(id = 49, description = "new passwords can't equal previously used ones")
    public boolean checkForNewPassword(List<String> prevPasswords, String password) {
        return !prevPasswords.contains(password);
    }

}

注解需要根据@Target注解定义的作用范围来使用,否则编译不通过;注解中如果元素有定义default默认值的话可以省略不写,否则都要显示指定值。

4. 解析注解(编写注解处理器)

如果没有用于读取注解的工具,那么注解不会比注释更有用。使用注解中一个很重要的部分就是,创建与使用注解处理器。Java 拓展了反射机制的 API 用于帮助你创造这类工具。

——《Java编程思想》

就想书里说的,我们使用注解主要目的就是为了可以读取注解并进行动态操作。
下面是一个非常简单的注解处理器,我们用它来读取被注解的 PasswordUtils 类,并且使用反射机制来寻找 @UseCase 注解并打印出来。

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @author Jason
 * @version V1.0
 * @Date 2019/11/21 22:52
 */
public class UseCaseTracker {

    public static void main(String[] args) {
        Class<PasswordUtils> clz = PasswordUtils.class;

        for (Method method : clz.getMethods()) {
            UseCase annotation = method.getAnnotation(UseCase.class);
            if (annotation != null) {
                System.out.println("id=" + annotation.id() + ", desc=" + annotation.description());
            }
        }

    }

}

运行main()后输出:

id=49, desc=new passwords can't equal previously used ones
id=48, desc=no description
id=47, desc=at least one numeric

这个程序用来两个反射的方法:

  • getMethods:获取类中的方法
  • getAnnotation:获取方法上特定的注解,而getDeclaredAnnotations则是获取方法上的所有注解
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