《回爐重造》——註解

2022-06-04 06:01:38

註解

前言

以前學習到「註解」的時候,沒有好好理解註解是如何工作的,只是知道註解可以實現一些功能,總而言之,就是懵懵懂懂。

不過,即使你不知道什麼是註解,但肯定接觸過註解,比如方法的重寫,在方法上面寫著 @Override,這個東西就是註解。

好了,下面就開始回爐重造!打好基礎!

什麼是註解?

註解(Annotation),Annotation 的意思有「標註、批註、附註」。

註解和泛型一樣,也是從 JDK5 引入的新特性。它是與類、介面處在同一級別的,有它的語法來定義註解的

註解,人們還有另一個詞來稱呼它,即「後設資料」,所謂後設資料(metadata),就是用來描述資料的資料(data about data)。初看這句話可能會有點懵,不過沒關係,都是這樣過來的,好好細品細品。

品不過來?可以看看這裡:

什麼是後設資料?為何需要後設資料? - 賀易之的回答 - 知乎

後設資料(MetaData)- 阮一峰

好了,我們知道「註解==後設資料」,那麼它描述什麼資料呢?問得好,描述的就是我們寫的原始碼!可以描述類、方法、區域性變數、方法引數等資料(這些資料也有另一個叫法,Java Element)。注意上面我說過 Annotation 的意思有 附註 的意思,是吧,所以說這個註解實際上並不是程式本身,只是向編譯器提供相關的程式的附加資訊,也就是說註解並不會影響程式的執行。

為什麼會有註解的出現?

這就扯到歷史的發展了,綜合我所瞭解的,大概就是這樣子:

這裡也扯到了 XML(Extensible Markup Language),如果不熟悉,我這裡就簡單說下,熟悉可以跳過啦!

XML 翻譯過來就是「可延伸的標示語言」,與 HTML 類似。但是 XML 是被設計用來傳輸資料的,並不是顯示資料,具有「自我描述性」。

下面是 Jayson Tatum 寫給 Kobe Bryant 的簡訊,儲存為 XML:

<text-message>
<to>Kobe Bryant</to>
<from>Jayson Tatum</from>
<body>I got you today</body>
</text-message>

上面的簡訊就具有自我描述性。它擁有留言,同時包含了傳送者和接受者的資訊。當然,這僅僅是描述而已,XML 並沒有做任何事情,就是純文字,我們需要寫程式碼,讓程式碼識別這些標籤,賦予意義,這樣程式才能讀懂 XML,知道它描述的是什麼。

目前 XML 有兩個作用,一是可以用 XML 格式來傳輸資料,二是可以作為組態檔。

在註解出現之前,開發者基本是用 XML 來設定某些東西,因為 XML 和程式碼是低耦合的,符合低耦合的需求,但是,隨著從 XML 描述的資料越來越多,設定越來越複雜,人們發現用 XML 描述資料太複雜了,需要一種高耦合的來降低這種複雜的情況,所以才出現註解,用註解來描述資料。

不過,現在也是看情況,並不是說註解代替了 XML,而是有時使用 XML,有時使用註解,各有各的好處,兩者相互結合等,這還需要具體情況具體分析。

為什麼需要學習註解?

  1. 很顯然,我們現在日常開發,使用到各種開源框架,經常會用到註解,不學習註解,那自然看不懂註解相關的程式碼。
  2. 看起來比較厲害

JDK 自帶的註解

  • @Override :表示當前方法覆蓋了父類別的方法

  • @Deprecated: 表示該方法由於安全、效能問題等,已經不推薦使用了,即已經過時,方法上有橫線,使用時會有警告。此外,在版本升級時,如果要計劃刪除一些方法,也通常會在前一個版本中,將該方法加上@Deprecated,然後再在後續版本中刪除。

  • @SuppviseWarnings(value="unchecked"): 表示鎮壓警告資訊(讓編譯器忽略特定的編譯警告)

    一些 value 值:

    • uncheckeddeprecation(忽略 一些過期的 API 警告)
    • unused(忽略 沒有被使用過的程式碼的警告)
    • fallthrough( 忽略 switch 中缺失 break 的警告)
    • all(忽略全部)

在 JDK 7 和 8,分別加入了 @SafeVarargs@FunctionalInterface 這兩個註解。這兩個後續再來填坑吧。

@Override有什麼用?不加行不行?

@Override 是我們最早接觸的註解了,不加它行不行?

行!不加也行!只要重寫了方法正確就可以了,要是寫錯了,舉個例子:

public class Pet {
    public void eat() {
        System.out.println("吃...");
    }
}
public class Cat extends Pet{
    public void aet() {
        System.out.println("吃魚...");
    }
}

這裡 Cat 繼承了 Pet,重寫 eat() 方法,但是方法名寫錯了,寫成 aet()

Pet pet = new Cat();
pet.eat();	// 父類別參照呼叫子類方法

由於子類重寫的方法寫錯方法名,那麼此時父類別參照呼叫子類方法時,就找不到子類的 eat() 這個方法,然後就只能回去父類別找,這顯然不是我們想要的。

所以加上 @Override 有好處,寫錯方法名會有提示,也就是說,可以確保重寫的方法,的確存在於父類別/介面中,可以有效的避免單詞拼錯等情況。

註解的分類

有兩種分類方式:

  • 按照執行機制分類
  • 按照來源分類

按照執行機制分類(何時保留,何時不保留,某個時期保留,某個時期不保留,生命週期,Retention)

  • SOURCE——原始碼註解:註解只在原始碼中存在,編譯成.class檔案就不存在了

  • CLASS——編譯時註解:註解在原始碼和 .class檔案 中都存在(如:JDK 自帶註解)

  • RUNTIME——執行時註解:在執行階段還起作用,甚至會影響執行邏輯的註解(如:Spring中@Autowired

按照來源分類

  • 元註解:給註解進行註解,也就是來修飾註解的,有4個;這裡的元註解就好比上面說過的後設資料,如果還是不能很好的理解的話,就把它理解成形容詞

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

    @Target:用於宣告註解的作用域,可以是

    • ElementType.CONSTRUCTOR 可作用於構造方法
    • ElementType.FIELD 欄位宣告
    • ElementType.LOCAL_VARIABLE 區域性變數宣告
    • ElementType.METHOD 方法宣告
    • ElementType.PACKAGE 包宣告
    • ElementType.PARAMETER 引數宣告
    • ElementType.TYPE 類、介面、列舉、註解宣告。

    @Retention:用於宣告註解何時保留,也有人們稱為生命週期,可以是

    • RetentionPolicy.SOURCE 只在原始碼顯示,編譯時會丟棄
    • RetentionPolicy.CLASS 編譯時會記錄到class中,執行時忽略
    • RetentionPolicy.RUNTIME 執行時存在,可以通過反射讀取。

    @Inherited:允許子類繼承,即宣告該註解會被使用了該註解的類的子類所繼承。

    @Documented:使用了這個註解,那麼在生成 Javadoc 的時候會包含註解資訊。

    所以,使用這4個元註解,就是用來修飾我們自定義的註解的,規定我們自定義的註解在哪些地方能用,什麼時候會保留註解資訊等等。

    在 JDK 8 新加了一個元註解 @Repeatable,這個也後續再來填坑啦。

  • JDK 自帶的註解

  • 常見第三方註解(Spring、MyBatis等等)

  • 自定義註解

如何自定義註解

使用 @interface 關鍵字進行註解的自定義,寫出你自己定義的註解~

public @interface 註解名 {
    成員變數...以無引數無異常的方式來宣告
    可以用defalt關鍵字來指定預設值
}

舉個例子:

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface TextMessage { // 使用 @interface 關鍵字定義註解,註解名為 TextMessage
    String to();							// 成員變數以無引數無異常的方式來宣告
    String from() default "Jayson Tatum";	// 可以用defalt關鍵字來指定預設值
    String body();
}

注意事項:

  • 註解只有成員變數,沒有方法,雖然這個變數有小括號,看起來挺像方法的。
  • 註解中定義成員變數時它的型別只能是 8 種基本資料型別外加 String 、類、介面、註解、列舉及它們的陣列。
  • 若註解只有一個成員變數,則該成員名必須取名為 value() ,然後使用註解的時候引數直接寫。
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface A {
    String value();
}

public class B {
    @A("god23bin")
    public int var;
}
  • 註解可以沒有成員變數,這樣的註解稱為標識註解。

獲取註解資訊

還記得開頭我說過的話嗎?

註解實際上並不是程式本身,只是向編譯器提供相關的程式的附加資訊,也就是說註解並不會影響程式的執行。

是的,註解這樣子,根本不能幫我們做什麼事情,頂多是給我們人看的,我們知道它描述什麼,此時它就和註釋的功能很像了,但是!我們知道,註解不僅僅是給我們人看的,也是給機器看的啊,那麼機器是如何看的呢?這就涉及到反射了,需要同個反射去獲取註解的資訊,進而進行下一步的操作,實現我們想要的功能!

舉個例子:

我這裡自定義了一個註解 B,作用域為類、介面、列舉、註解、方法、欄位(成員變數)。

註解的保留時期(Retention)是執行時(RetentionPolicy.RUNTIME),這是必須的,畢竟反射是執行時動態獲取的,不選這個,就不能使用反射獲取註解資訊了。

該註解有兩個成員變數,或者說兩個屬性,即 idtextid 預設 -1

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface B {
    int id() default "-1";
    String text();
}

現在,我們把這個註解宣告到 Test 類上:

@B()
public class Test {

}

那如何使用反射獲取呢?我們可以通過反射中的 Class 物件isAnnotationPresent() 方法判斷該類是否使用了某個註解。

    /**
     * {@inheritDoc}
     * @throws NullPointerException {@inheritDoc}
     * @since 1.5
     */
    @Override
    public boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) {
        return GenericDeclaration.super.isAnnotationPresent(annotationClass);
    }

然後通過它的 getAnnotation() 方法來獲取 Annotation 物件

    /**
     * @throws NullPointerException {@inheritDoc}
     * @since 1.5
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass) {
        Objects.requireNonNull(annotationClass);

        return (A) annotationData().annotations.get(annotationClass);
    }

或者是 getAnnotations() 方法來獲取 Annotation 陣列物件

    /**
     * @since 1.5
     */
    public Annotation[] getAnnotations() {
        return AnnotationParser.toArray(annotationData().annotations);
    }

所以,我們可以這樣獲取註解資訊:

@B("god23bin")
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        boolean isB = Test.class.isAnnotationPresent(B.class);
        if (isB) {
            B b = Test.class.getAnnotation(B.class);
            System.out.println("id:" + b.id());
            System.out.println("text:" + b.text());
        }
    }
}

輸出結果:

id:-1
text:god23bin

同理,位於介面、屬性(欄位)、方法上的註解,同樣可以通過反射獲取。

@B(text="I got you today")
public class Test {

    @B(id=1, text="hello")
    public int var;

    @B(text="world")
    public void empty() {

    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
        boolean isB = Test.class.isAnnotationPresent(B.class);
        if (isB) {
            // 獲取類上的註解
            B b1 = Test.class.getAnnotation(B.class);
            System.out.println("1-id:" + b1.id());
            System.out.println("1-text:" + b1.text());
        }
        Field field = Test.class.getDeclaredField("var");
        field.setAccessible(true);
        // 獲取欄位上的註解
        B b2 = field.getAnnotation(B.class);
        if (b2 != null) {
            System.out.println("2-id:" + b2.id());
            System.out.println("2-text:" + b2.text());
        }
        // 獲取方法上的註解
        Method method = Test.class.getDeclaredMethod("empty");
        B b3 = method.getAnnotation(B.class);
        if (b3 != null) {
            System.out.println("3-id:" + b3.id());
            System.out.println("3-text:" + b3.text());
        }
    }
}

輸出結果:

1-id:-1
1-text:I got you today
2-id:1
2-text:hello
3-id:-1
3-text:world

好了,到這裡,上面已經知道我們可以通過反射獲取註解資訊,但是目前僅僅只是獲取資訊而已,如何實現其他功能呢?這個問題問的好,後續再來填坑吧,不過還是一樣,離不開反射。

以上就是註解的基本內容了。

最後的最後

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