Java Annotation学习笔记

作为一个早期短暂从事过C++开发工作的程序员，我个人认为Annotation可能是Java与C++语言较大的不同点之一，这也是一个前C++程序员由衷认为Java可能、或许、maybe要比C++更好用的原因之一。二十多年来，Java一直保持着更新，不断完善并与时俱进，这可能是其多年来独领编程语言之风骚的重要原因。不多扯，入正题。（编程知识的学习，我一般会遵循这样的一个过程：先熟悉基本概念，再来个小程序跑起来看看，最后理论与程序相结合，加深认识并总结记录。）

1、什么是Annotation

注解（也被称为元数据）为我们在代码中添加信息提供了一种形式化的方法，使我们可以在稍后的某个时刻非常方便地使用这些数据。——《Java编程思想》

注解是那些插入到源代码中使用其他工具可以对其进行处理的标签。——《Java核心技术卷2》

从《Java核心技术卷2》的定义来看，注解包含两点内容：其一，它是标签、标记；此外，这个标签（标记）可以使用其他工具进行处理。
那么，其他工具在哪里可以处理这些标签呢？一个是源码层，另一个是类文件。

注解不会改变程序的编译方式，对于包含注解和不包含注解的代码，Java编译器会生成相同的虚拟机指令。——《Java核心技术卷2》

综上，大致可以给出Java注解一个简单通俗的描述使用过程：定义标签，然后提供标签处理工具，最后是应用标签到其它的代码中。当然，Java自带的注解，我们就只需要直接使用就可以了，因为定义和处理工具Java都帮我们做好了。

2、来个sample

2.1定义标签

import java.lang.annotation.*;

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface UseCase {

    public int id();

    public String description() default "No description";
}

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
Target和Retention是java语言自带的两个元注解，Target表示用户自定义的注解（UseCase）能应用在哪里（注解类型声明，包，类或接口、方法等）；
Retention用来指明自定义注解应该保留多长的时间（取值为SOURCE/CLASS/RUNTIME）

public @interface UseCase
这是定义注解的语法形式，乍一看类似接口的定义，区别在于interface前加了一个@符号，后续使用该用户自定义注解时语法就是@UseCase

public int id();
public String description() default "No description";
这是注解中定义字段的语法，（）并不表示这是一个方法，再者，注解中不支持定义方法。
同时，可以设置字段的默认值，通过default关键字。没有默认值的字段必须在使用时显示指明。

2.2 标签处理工具

import java.lang.reflect.*;

public class UseCaseTracker {

    public static void trackUseCase(Class<?> cl) {
        for (Method m : cl.getMethods()) {
            UseCase useCase = m.getAnnotation(UseCase.class);
            if (useCase != null) {
                System.out.println("Found Use Case : " + useCase.id() + " " + useCase.description());
            }
        }
    }

}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)中的RUNTIME使得注解可以保留到类文件中，并由虚拟机载入，这样我们就可以通过反射API来获得它们。接下来我就是通过反射API获得这些注解。

public static void trackUseCase(Class<?> cl) {
    for (Method m : cl.getMethods()) {
        UseCase useCase = m.getAnnotation(UseCase.class);
        if (useCase != null) {
            System.out.println("Found Use Case : " + useCase.id() + " " + useCase.description());
        }
    }
}
trackUseCase方法通过传入应用了UseCase注解的类，再通过反射API获得这些注解并打印注解中的信息。

2.3 应用标签

import java.util.List;

public class PasswordUtils {

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

    @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> prePasswords, String password) {
        return !prePasswords.contains(password);
    }

}

@Target(ElementType.METHOD)规定了注解只能是应用在方法上，因此，上述例子中便是如此。

@UseCase(id=47, description="Passwords must contain at least one numeric")
@UseCase(id=48)
@UseCase(id=49, description="New passwords can't equal previously used ones")
以上是三种使用应用自定义注解的例子。

2.4 测试

import java.lang.reflect.*;

public class UseCaseTracker {

    public static void trackUseCase(Class<?> cl) {
        for (Method m : cl.getMethods()) {
            UseCase useCase = m.getAnnotation(UseCase.class);
            if (useCase != null) {
                System.out.println("Found Use Case : " + useCase.id() + " " + useCase.description());
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        trackUseCase(PasswordUtils.class);
    }

}

直接在注解处理工具中加了个main方法来测试注解处理工具。输出结果如下：

Found Use Case : 47 Passwords must contain at least one numeric
Found Use Case : 49 New passwords can't equal previously used ones
Found Use Case : 48 No description

注：以上代码来自《Java编程思想》，部分有改动。

3、归纳整理

3.1 注解元素（属性）的类型

基本类型（int/short/long/byte/char/double/float/boolean）
String
Class
enum
注解类型
以上五种类型组成的数组

注：注解元素值不能为null，默认值也不能为null。

3.2 标准注解

3.3 Target注解的元素类型

元素类型定义在枚举类星Element中。

3.4 Retention注解的元素类型