为什么缺少Annotations不会导致类未找到异常-Java快速入门教程

1. 概述

 

在本教程中，我们将熟悉 Java 编程语言中一个看似奇怪的功能：缺少注释不会在运行时导致任何异常。

然后，我们将深入挖掘，看看控制这种行为的原因和规则，以及这些规则的例外情况。

2. 快速复习

 

让我们从一个熟悉的 Java 示例开始。有A类，然后有B类，这取决于A：

public class A {
}

public class B {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new A());
    }
}

现在，如果我们编译这些类并运行编译后的B，它将在控制台上为我们打印一条消息：

>> javac A.java
>> javac B.java
>> java B
A@d716361

但是，如果我们删除编译的A.class文件并重新运行类B，我们将看到由ClassNotFoundException 引起的NoClassDefFoundError：

 

>> rm A.class
>> java B
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: A
        at B.main(B.java:3)
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: A
        at java.base/jdk.internal.loader.BuiltinClassLoader.loadClass(BuiltinClassLoader.java:606)
        at java.base/jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader.loadClass(ClassLoaders.java:168)
        at java.base/java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:522)
        ... 1 more

发生这种情况是因为类装入器在运行时找不到类文件，即使它在编译期间存在。这是许多Java开发人员所期望的正常行为。

3. 缺少注释

 

现在，让我们看看在相同情况下注释会发生什么。为此，我们将A类更改为注释：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface A {
}

如上所示，Java 将在运行时保留注释信息。之后，是时候用A 注释B类了：

@A
public class B {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("It worked!");
    }
}

接下来，让我们编译并运行这些类：

>> javac A.java
>> javac B.java
>> java B
It worked!

因此，我们看到B在控制台上成功打印了其消息，这是有道理的，因为所有内容都编译并很好地连接在一起。

 

现在，让我们删除A 的类文件：

>> rm A.class
>> java B
It worked!

如上所示，即使缺少注释类文件，注释类也会运行，没有任何异常。

3.1. 使用类标记进行注解

 

为了使它更有趣，让我们引入另一个具有Class<？> 属性的注释：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface C {
    Class<?> value();
}

As shown above, this annotation has an attribute named value with the return type of Class<?>. As an argument for that attribute, let's add another empty class named D:

public class D {
}

Now, we're going to annotate the B class with this new annotation:

 

@A
@C(D.class)
public class B {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("It worked!");
    }
}

当所有类文件都存在时，一切应该都可以正常工作。但是，当我们只删除D类文件而不触摸其他文件时会发生什么？让我们来了解一下：

>> rm D.class
>> java B
It worked!

如上所示，尽管运行时没有D，但一切仍在工作！因此，除了注释之外，属性中引用的类标记也不需要在运行时存在。

3.2. Java 语言规范 

因此，我们看到一些具有运行时保留的注释在运行时丢失，但注释类运行良好。尽管听起来出乎意料，但根据Java 语言规范 §9.6.4.2，此行为实际上完全没问题：

注释可能仅存在于源代码中，也可能以类或接口的二进制形式存在。二进制形式存在的注释在运行时可能通过 Java SE 平台的反射库提供，也可能不可用。

此外，JLS §13.5.7条目还指出：

添加或删除注释不会影响 Java 编程语言中程序二进制表示的正确链接。

底线是，运行时不会因缺少注释而引发异常，因为 JLS 允许这样做。

3.3. 访问缺失的注释

 

让我们更改B类，使其以反射方式检索A信息：

@A
public class B {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(A.class.getSimpleName());
    }
}

如果我们编译并运行它们，一切都会好起来的：

>> javac A.java
>> javac B.java
>> java B
A

现在，如果我们删除A类文件并运行B，我们将看到由ClassNotFoundException 引起的相同 NoClassDefFoundError：

 

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: A
        at B.main(B.java:5)
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: A
        at java.base/jdk.internal.loader.BuiltinClassLoader.loadClass(BuiltinClassLoader.java:606)
        at java.base/jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader.loadClass(ClassLoaders.java:168)
        at java.base/java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:522)
        ... 1 more

根据 JLS 的说法，注释不必在运行时可用。但是，当其他代码读取该注释并对其进行处理时（就像我们所做的那样），该注释必须在运行时存在。否则，我们将看到ClassNotFoundException。