Java Annotation认知(包括框架图、详细介绍、示例说明)
摘要
Java Annotation是JDK5.0引入的一种注释机制。
网上很多关于Java Annotation的文章，看得人眼花缭乱。Java Annotation本来很简单的，结果说的人没说清楚；弄的看的人更加迷糊。
我按照自己的思路，对Annotation进行了整理。理解 Annotation 的关键，是理解Annotation的语法和用法，对这些内容，我都进行了详细说明；理解Annotation的语法和用法之后，再看Annotation的框架图，可能有更深刻体会。废话就说这么多，下面开始对Annotation进行说明。若您发现文章中存在错误或不足的地方，希望您能指出！
第1部分 Annotation架构
先看看Annotation的架构图：
从中，我们可以看出：
(01) 1个Annotation 和 1个RetentionPolicy关联。
可以理解为：每1个Annotation对象，都会有唯一的RetentionPolicy属性。
(02) 1个Annotation 和 1~n个ElementType关联。
可以理解为：对于每1个Annotation对象，可以有若干个ElementType属性。
(03) Annotation 有许多实现类，包括：Deprecated, Documented, Inherited, Override等等。
Annotation 的每一个实现类，都“和1个RetentionPolicy关联”并且“和1~n个ElementType关联”。
下面，我先介绍框架图的左半边(如下图)，即Annotation, RetentionPolicy, ElementType；然后在就Annotation的实现类进行举例说明。
第2部分 Annotation组成部分
1 annotation组成成分
java annotation 的组成中，有3个非常重要的主干类。它们分别是：
(01) Annotation.java
package java.lang.annotation;
public interface Annotation {
boolean equals(Object obj);
int hashCode();
String toString();
Class<? extends Annotation> annotationType();
}
(02) ElementType.java
package java.lang.annotation;
public enum ElementType {
TYPE, /* 类、接口（包括注释类型）或枚举声明 */
FIELD, /* 字段声明（包括枚举常量） */
METHOD, /* 方法声明 */
PARAMETER, /* 参数声明 */
CONSTRUCTOR, /* 构造方法声明 */
LOCAL_VARIABLE, /* 局部变量声明 */
ANNOTATION_TYPE, /* 注释类型声明 */
PACKAGE /* 包声明 */
}
(03) RetentionPolicy.java
package java.lang.annotation;
public enum RetentionPolicy {
SOURCE, /* Annotation信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后就没有该Annotation信息了 */
CLASS, /* 编译器将Annotation存储于类对应的.class文件中。默认行为 */
RUNTIME /* 编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入 */
}
说明：
(01) Annotation 就是个接口。
“每1个Annotation” 都与 “1个RetentionPolicy”关联，并且与
“1～n个ElementType”关联。可以通俗的理解为：每1个Annotation对象，都会有唯一的RetentionPolicy属性；至于
ElementType属性，则有1~n个。
(02) ElementType 是Enum枚举类型，它用来指定Annotation的类型。
“每1个Annotation” 都与 “1～n个ElementType”关联。当Annotation与某个ElementType关联时，就意味着：Annotation有了某种用途。
例如，若一个Annotation对象是METHOD类型，则该Annotation只能用来修饰方法。
(03) RetentionPolicy 是Enum枚举类型，它用来指定Annotation的策略。通俗点说，就是不同RetentionPolicy类型的Annotation的作用域不同。
“每1个Annotation” 都与 “1个RetentionPolicy”关联。
a) 若Annotation的类型为 SOURCE，则意味着：Annotation仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后，该Annotation就没用了。
例如，“ @Override ”标志就是一个Annotation。当它修饰一个方法的时候，就意味着该方法覆盖父类的方法；并且在编译期间会进行语法检查！编译器处理完后，“@Override”就没有任何作用了。
b) 若Annotation的类型为 CLASS，则意味着：编译器将Annotation存储于类对应的.class文件中，它是Annotation的默认行为。
c) 若Annotation的类型为 RUNTIME，则意味着：编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入。
这时，只需要记住“每1个Annotation” 都与 “1个RetentionPolicy”关联，并且与 “1～n个ElementType”关联。学完后面的内容之后，再回头看这些内容，会更容易理解。
第3部分 java自带的Annotation
理解了上面的3个类的作用之后，我们接下来可以讲解Annotation实现类的语法定义了。
1 Annotation通用定义
@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation1 {
}
说明：
上面的作用是定义一个Annotation，它的名字是MyAnnotation1。定义了MyAnnotation1之后，我们可以在代码中通过“@MyAnnotation1”来使用它。
其它的，@Documented, @Target, @Retention, @interface都是来修饰MyAnnotation1的。下面分别说说它们的含义：
(01) @interface
使用@interface定义注解时，意味着它实现了java.lang.annotation.Annotation接口，即该注解就是一个Annotation。
定义Annotation时，@interface是必须的。
注意：它和我们通常的implemented实现接口的方法不同。Annotation接口的实现细节都由编译器完成。通过@interface定义注解后，该注解不能继承其他的注解或接口。
(02) @Documented
类和方法的Annotation在缺省情况下是不出现在javadoc中的。如果使用@Documented修饰该Annotation，则表示它可以出现在javadoc中。
定义Annotation时，@Documented可有可无；若没有定义，则Annotation不会出现在javadoc中。
(03) @Target(ElementType.TYPE)
前面我们说过，ElementType 是Annotation的类型属性。而@Target的作用，就是来指定Annotation的类型属性。
@Target(ElementType.TYPE) 的意思就是指定该Annotation的类型是ElementType.TYPE。这就意味着，MyAnnotation1是来修饰“类、接口（包括注释类型）或枚举声明”的注解。
定义Annotation时，@Target可有可无。若有@Target，则该Annotation只能用于它所指定的地方；若没有@Target，则该Annotation可以用于任何地方。
(04) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
前面我们说过，RetentionPolicy 是Annotation的策略属性，而@Retention的作用，就是指定Annotation的策略属性。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
的意思就是指定该Annotation的策略是RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着，编译器会将该Annotation信息保留
在.class文件中，并且能被虚拟机读取。
定义Annotation时，@Retention可有可无。若没有@Retention，则默认是RetentionPolicy.CLASS。
2 java自带的Annotation
通过上面的示例，我们能理解：@interface用来声明Annotation，@Documented用来表示该Annotation是否会出现在javadoc中， @Target用来指定Annotation的类型，@Retention用来指定Annotation的策略。
理解这一点之后，我们就很容易理解java中自带的Annotation的实现类，即Annotation架构图的右半边。如下图：
java 常用的Annotation：
@Deprecated -- @Deprecated 所标注内容，不再被建议使用。
@Override -- @Override 只能标注方法，表示该方法覆盖父类中的方法。
@Documented -- @Documented 所标注内容，可以出现在javadoc中。
@Inherited -- @Inherited只能被用来标注“Annotation类型”，它所标注的Annotation具有继承性。
@Retention -- @Retention只能被用来标注“Annotation类型”，而且它被用来指定Annotation的RetentionPolicy属性。
@Target -- @Target只能被用来标注“Annotation类型”，而且它被用来指定Annotation的ElementType属性。
@SuppressWarnings -- @SuppressWarnings 所标注内容产生的警告，编译器会对这些警告保持静默。
由于“@Deprecated和@Override”类似，“@Documented, @Inherited, @Retention, @Target”类似；下面，我们只对@Deprecated, @Inherited, @SuppressWarnings 这3个Annotation进行说明。
2.1 @Deprecated
@Deprecated 的定义如下：
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Deprecated {
}
说明：
(01) @interface -- 它的用来修饰Deprecated，意味着Deprecated实现了java.lang.annotation.Annotation接口；即Deprecated就是一个注解。
(02) @Documented -- 它的作用是说明该注解能出现在javadoc中。
(03)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) --
它的作用是指定Deprecated的策略是RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着，编译器会将Deprecated的信息保留
在.class文件中，并且能被虚拟机读取。
(04) @Deprecated 所标注内容，不再被建议使用。
例如，若某个方法被 @Deprecated 标注，则该方法不再被建议使用。如果有开发人员试图使用或重写被@Deprecated标示的方法，编译器会给相应的提示信息。示例如下:
源码如下(DeprecatedTest.java)：
View Code说明：
上面是eclipse中的截图，比较类中 “getString1() 和 getString2()” 以及 “testDate() 和 testCalendar()” 。
(01) getString1() 被@Deprecated标注，意味着建议不再使用getString1()；所以getString1()的定义和调用时，都会一横线。这一横线是eclipse()对@Deprecated方法的处理。
getString2() 没有被@Deprecated标注，它的显示正常。
(02) testDate() 调用了Date的相关方法，而java已经建议不再使用Date操作日期/时间。因此，在调用Date的API时，会产生警告信息，途中的warnings。
testCalendar() 调用了Calendar的API来操作日期/时间，java建议用Calendar取代Date。因此，操作Calendar不回产生warning。
2.2 @Inherited
@Inherited 的定义如下：
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Inherited {
}
说明：
(01) @interface -- 它的用来修饰Inherited，意味着Inherited实现了java.lang.annotation.Annotation接口；即Inherited就是一个注解。
(02) @Documented -- 它的作用是说明该注解能出现在javadoc中。
(03)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) --
它的作用是指定Inherited的策略是RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着，编译器会将Inherited的信息保留
在.class文件中，并且能被虚拟机读取。
(04) @Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE) -- 它的作用是指定Inherited的类型是ANNOTATION_TYPE。这就意味着，@Inherited只能被用来标注“Annotation类型”。
(05) @Inherited 的含义是，它所标注的Annotation将具有继承性。
假设，我们定义了某个Annotaion，它的名称是MyAnnotation，并且MyAnnotation被标注为@Inherited。现在，某
个类Base使用了MyAnnotation，则Base具有了“具有了注解MyAnnotation”；现在，Sub继承了Base，由于
MyAnnotation是@Inherited的(具有继承性)，所以，Sub也“具有了注解MyAnnotation”。
@Inherited的使用示例
源码如下(InheritableSon.java)：
1 /**
2 * @Inherited 演示示例
3 *
4 * @author skywang
5 * @email kuiwu-wang@163.com
6 */
7 package com.skywang.annotation;
8
9 import java.lang.annotation.Target;
10 import java.lang.annotation.ElementType;
11 import java.lang.annotation.Retention;
12 import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
13 import java.lang.annotation.Inherited;
14
15 /**
16 * 自定义的Annotation。
17 */
18 @Target(ElementType.TYPE)
19 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
20 @Inherited
21 @interface Inheritable
22 {
23 }
24
25 @Inheritable
26 class InheritableFather
27 {
28 public InheritableFather() {
29 // InheritableBase是否具有 Inheritable Annotation
30 System.out.println("InheritableFather:"+InheritableFather.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
31 }
32 }
33
34 /**
35 * InheritableSon 类只是继承于 InheritableFather，
36 */
37 public class InheritableSon extends InheritableFather
38 {
39 public InheritableSon() {
40 super(); // 调用父类的构造函数
41 // InheritableSon类是否具有 Inheritable Annotation
42 System.out.println("InheritableSon:"+InheritableSon.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
43 }
44
45 public static void main(String[] args)
46 {
47 InheritableSon is = new InheritableSon();
48 }
49 }
运行结果：
InheritableFather:true
InheritableSon:true
现在，我们对InheritableSon.java进行修改：注释掉“Inheritable的@Inherited注解”。
源码如下(InheritableSon.java)：
View Code运行结果：
InheritableFather:true
InheritableSon:false
对比上面的两个结果，我们发现：当注解Inheritable被@Inherited标注时，它具有继承性。否则，没有继承性。
2.3 @SuppressWarnings
@SuppressWarnings 的定义如下：
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {
String[] value();
}
说明：
(01) @interface -- 它的用来修饰SuppressWarnings，意味着SuppressWarnings实现了java.lang.annotation.Annotation接口；即SuppressWarnings就是一个注解。
(02)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE) --
它的作用是指定SuppressWarnings的策略是RetentionPolicy.SOURCE。这就意味着，SuppressWarnings
信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后SuppressWarnings就没有作用了。
(03)
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
-- 它的作用是指定SuppressWarnings的类型同时包括TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER,
CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE。
TYPE意味着，它能标注“类、接口（包括注释类型）或枚举声明”。
FIELD意味着，它能标注“字段声明”。
METHOD意味着，它能标注“方法”。
PARAMETER意味着，它能标注“参数”。
CONSTRUCTOR意味着，它能标注“构造方法”。
LOCAL_VARIABLE意味着，它能标注“局部变量”。
(04) String[] value(); 意味着，SuppressWarnings能指定参数
(05)
SuppressWarnings
的作用是，让编译器对“它所标注的内容”的某些警告保持静默。例如，"@SuppressWarnings(value={"deprecation",
"unchecked"})" 表示对“它所标注的内容”中的
“SuppressWarnings不再建议使用警告”和“未检查的转换时的警告”保持沉默。示例如下：
源码如下(SuppressWarningTest.java)：
View Code说明：
(01) 左边的图中，没有使用 @SuppressWarnings(value={"deprecation"}) , 而Date属于java不再建议使用的类。因此，调用Date的API时，会产生警告。
而右边的途中，使用了 @SuppressWarnings(value={"deprecation"})。因此，编译器对“调用Date的API产生的警告”保持沉默。
补充：SuppressWarnings 常用的关键字的表格
deprecation -- 使用了不赞成使用的类或方法时的警告
unchecked -- 执行了未检查的转换时的警告，例如当使用集合时没有用泛型 (Generics) 来指定集合保存的类型。
fallthrough -- 当 Switch 程序块直接通往下一种情况而没有 Break 时的警告。
path -- 在类路径、源文件路径等中有不存在的路径时的警告。
serial -- 当在可序列化的类上缺少 serialVersionUID 定义时的警告。
finally -- 任何 finally 子句不能正常完成时的警告。
all -- 关于以上所有情况的警告。
第4部分 Annotation 的作用
Annotation 是一个辅助类，它在Junit、Struts、Spring等工具框架中被广泛使用。
我们在编程中经常会使用到的Annotation作用有：
1 编译检查
Annotation具有“让编译器进行编译检查的作用”。
例如，@SuppressWarnings, @Deprecated和@Override都具有编译检查作用。
(01) 关于@SuppressWarnings和@Deprecated，已经在“第3部分”中详细介绍过了。这里就不再举例说明了。
(02) 若某个方法被 @Override的 标注，则意味着该方法会覆盖父类中的同名方法。如果有方法被@Override标示，但父类中却没有“被@Override标注”的同名方法，则编译器会报错。示例如下：
源码(OverrideTest.java):
View Code上面是该程序在eclipse中的截图。从中，我们可以发现“getString()”函数会报错。这是因为“getString() 被@Override所标注，但在OverrideTest的任何父类中都没有定义getString1()函数”。
“将getString() 上面的@Override注释掉”，即可解决该错误。
2 在反射中使用Annotation
在反射的Class, Method, Field等函数中，有许多于Annotation相关的接口。
这也意味着，我们可以在反射中解析并使用Annotation。
源码如下(AnnotationTest.java)：
package com.skywang.annotation;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* Annotation在反射函数中的使用示例
*
* @author skywang
* @email kuiwu-wang@163.com
*/
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {
String[] value() default "unknown";
}
/**
* Person类。它会使用MyAnnotation注解。
*/
class Person {
/**
* empty()方法同时被 "@Deprecated" 和 “@MyAnnotation(value={"a","b"})”所标注
* (01) @Deprecated，意味着empty()方法，不再被建议使用
* (02) @MyAnnotation, 意味着empty() 方法对应的MyAnnotation的value值是默认值"unknown"
*/
@MyAnnotation
@Deprecated
public void empty(){
System.out.println("\nempty");
}
/**
* sombody() 被 @MyAnnotation(value={"girl","boy"}) 所标注，
* @MyAnnotation(value={"girl","boy"}), 意味着MyAnnotation的value值是{"girl","boy"}
*/
@MyAnnotation(value={"girl","boy"})
public void somebody(String name, int age){
System.out.println("\nsomebody: "+name+", "+age);
}
}
public class AnnotationTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 新建Person
Person person = new Person();
// 获取Person的Class实例
Class<Person> c = Person.class;
// 获取 somebody() 方法的Method实例
Method mSomebody = c.getMethod("somebody", new Class[]{String.class, int.class});
// 执行该方法
mSomebody.invoke(person, new Object[]{"lily", 18});
iteratorAnnotations(mSomebody);
// 获取 somebody() 方法的Method实例
Method mEmpty = c.getMethod("empty", new Class[]{});
// 执行该方法
mEmpty.invoke(person, new Object[]{});
iteratorAnnotations(mEmpty);
}
public static void iteratorAnnotations(Method method) {
// 判断 somebody() 方法是否包含MyAnnotation注解
if(method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)){
// 获取该方法的MyAnnotation注解实例
MyAnnotation myAnnotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
// 获取 myAnnotation的值，并打印出来
String[] values = myAnnotation.value();
for (String str:values)
System.out.printf(str+", ");
System.out.println();
}
// 获取方法上的所有注解，并打印出来
Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
for(Annotation annotation : annotations){
System.out.println(annotation);
}
}
}
运行结果：
somebody: lily, 18
girl, boy,
@com.skywang.annotation.MyAnnotation(value=[girl, boy])
empty
unknown,
@com.skywang.annotation.MyAnnotation(value=[unknown])
@java.lang.Deprecated()
3 根据Annotation生成帮助文档
通过给Annotation注解加上@Documented标签，能使该Annotation标签出现在javadoc中。
4 能够帮忙查看查看代码
通过@Override, @Deprecated等，我们能很方便的了解程序的大致结构。
另外，我们也可以通过自定义Annotation来实现一些功能。
