java 注解（Annotation）实现原理

一、注解的介绍

注解是java的一种语言特性，在java5的时候开始引入，位于java.lang.annotation包中。

概念：注解是用于给java代码附加元数据，可在编译时或运行时解析并处理这些元数据的方法。简单理解就是给特定的包名、类、方法、成员变量贴上一个特殊意义的标签，人看到这个标签就能清楚他的作用和作用范围，机器看到这个标签就会实现这个标签所对应的业务逻辑（如果有业务逻辑的情况下）。

二、注解的作用

生成文档，通过代码里标识的元数据生成javadoc文档。
编译检查，通过代码里标识的元数据让编译器在编译期间进行检查验证。
编译时动态处理，编译时通过代码里标识的元数据动态处理，例如动态生成代码。
运行时动态处理，运行时通过代码里标识的元数据动态处理，例如使用反射注入实例

重要的事情说三遍：

注解仅仅是元数据，和业务逻辑无关！！

三、注解的种类

一类是Java自带的标准注解，包括@Override、@Deprecated和@SuppressWarnings，分别用于标明重写某个方法、标明某个类或方法过时、标明要忽略的警告，用这些注解标明后编译器就会进行检查。
一类为元注解，元注解是用于定义注解的注解，包括@Retention、@Target、@Inherited、@Documented，@Retention用于标明注解被保留的阶段，@Target用于标明注解使用的范围，@Inherited用于标明注解可继承，@Documented用于标明是否生成javadoc文档。
一类为自定义注解，可以根据自己的需求定义注解，并可用元注解对自定义注解进行注解。

四、元注解

@Target, – 表示该注解用于什么地方。如果不明确指出，该注解可以放在任何地方。以下是一些可用的参数。需要说明的是：属性的注解是兼容的，如果你想给7个属性都添加注解，仅仅排除一个属性，那么你需要在定义target包含所有的属性。ElementType ( ElementType ==> 作用域范围)：

　　　　1.CONSTRUCTOR: 用于描述构造器

　　　　2.FIELD: 用于描述域

　　　　3.LOCAL_VARIABLE: 用于描述局部变量

　　　　4.METHOD: 用于描述方法

　　　　5.PACKAGE: 用于描述包

　　　　6.PARAMETER: 用于描述参数

　　　　7.TYPE: 用于描述类、接口(包括注解类型) 或enum声明

@Retention,– 定义该注解的生命周期。

SOURCE 对应源码阶段

CLASS 对应编译阶段

RUNTIME 随时,包含上面两个阶段

@Documented,–一个简单的Annotations标记注解，表示是否将注解信息添加在java文档中。
@Inherited– 定义该注释和子类的关系

元注解	作用	取值	备注
@Target	指定了注解运用的地方	下面给出	你可以这样理解，当一个注解被 @Target 注解时，这个注解就被限定了运用的场景。类比到标签，原本标签是你想张贴到哪个地方就到哪个地方，但是因为 @Target 的存在，它张贴的地方就非常具体了，比如只能张贴到方法上、类上、方法参数上等等。
@Retention	说明注解的存活时间	下面给出	我们可以这样的方式来加深理解，@Retention 去给一张标签解释的时候，它指定了这张标签张贴的时间。@Retention 相当于给一张标签上面盖了一张时间戳，时间戳指明了标签张贴的时间周期。
@Document	说明注解是否能被文档化	无	不常用
@Inhrited	说明注解能否被继承	无	不常用

五、注解的实现方式

Annotations只支持基本类型、String及枚举类型。注释中所有的属性被定义成方法，并允许提供默认值。

@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()defaultPriority.LOW;
   Status status() default Status.NOT_STARTED;
}

@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
}

六、注解处理器

这个是注解使用的核心了，前面我们说了那么多注解相关的，那到底java是如何去处理这些注解的呢

从getAnnotation进去可以看到java.lang.class实现了AnnotatedElement方法

MyAnTargetType t = AnnotationTest.class.getAnnotation(MyAnTargetType.class);

public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
                              GenericDeclaration,
                              Type,
                              AnnotatedElement

java.lang.reflect.AnnotatedElement 接口是所有程序元素（Class、Method和Constructor）的父接口，所以程序通过反射获取了某个类的AnnotatedElement对象之后，程序就可以调用该对象的如下四个个方法来访问Annotation信息：

　　方法1：<T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationClass): 返回改程序元素上存在的、指定类型的注解，如果该类型注解不存在，则返回null。
　　方法2：Annotation[] getAnnotations():返回该程序元素上存在的所有注解。
　 方法3：boolean is AnnotationPresent(Class<?extends Annotation> annotationClass):判断该程序元素上是否包含指定类型的注解，存在则返回true，否则返回false.
　　方法4：Annotation[] getDeclaredAnnotations()：返回直接存在于此元素上的所有注释。与此接口中的其他方法不同，该方法将忽略继承的注释。（如果没有注释直接存在于此元素上，则返回长度为零的一个数组。）该方法的调用者可以随意修改返回的数组；这不会对其他调用者返回的数组产生任何影响