java中注解機(jī)制及其原理的詳解
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什么是注解
注解也叫元數(shù)據(jù),例如我們常見的@Override和@Deprecated,注解是JDK1.5版本開始引入的一個特性,用于對代碼進(jìn)行說明,可以對包、類、接口、字段、方法參數(shù)、局部變量等進(jìn)行注解。它主要的作用有以下四方面:
一般注解可以分為三類:
注解的使用
注解的使用非常簡單,只需在需要注解的地方標(biāo)明某個注解即可,例如在方法上注解:
public class Test { @Override public String tostring() { return "override it"; } }
例如在類上注解:
@Deprecated public class Test { }
所以Java內(nèi)置的注解直接使用即可,但很多時候我們需要自己定義一些注解,例如常見的spring就用了大量的注解來管理對象之間的依賴關(guān)系。下面看看如何定義一個自己的注解,下面實(shí)現(xiàn)這樣一個注解:通過@Test向某類注入一個字符串,通過@TestMethod向某個方法注入一個字符串。
①創(chuàng)建Test注解,聲明作用于類并保留到運(yùn)行時,默認(rèn)值為default。
@Target({ElementType.TYPE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface Test { String value() default "default"; }
②創(chuàng)建TestMethod注解,聲明作用于方法并保留到運(yùn)行時。
@Target({ElementType.METHOD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface TestMethod { String value(); }
③測試類,運(yùn)行后輸出default和tomcat-method兩個字符串,因?yàn)锧Test沒有傳入值,所以輸出了默認(rèn)值,而@TestMethod則輸出了注入的字符串。
@Test() public class AnnotationTest { @TestMethod("tomcat-method") public void test(){ } public static void main(String[] args){ Test t = AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class); System.out.println(t.value()); TestMethod tm = null; try { tm = AnnotationTest.class.getDeclaredMethod("test",null).getAnnotation(TestMethod.class); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(tm.value()); } }
注解的原理
前面介紹了如何使用Java內(nèi)置的注解以及如何自定義一個注解,接下去看看注解實(shí)現(xiàn)的原理,看看在Java的大體系下面是如何對注解的支持的。還是回到上面自定義注解的例子,對于注解Test,如下,如果對AnnotationTest類進(jìn)行注解,則運(yùn)行時可以通過AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class)獲取注解聲明的值,從上面的句子就可以看出,它是從class結(jié)構(gòu)中獲取出Test注解的,所以肯定是在某個時候注解被加入到class結(jié)構(gòu)中去了。
@Test("test") public class AnnotationTest { public void test(){ } }
從java源碼到class字節(jié)碼是由編譯器完成的,編譯器會對java源碼進(jìn)行解析并生成class文件,而注解也是在編譯時由編譯器進(jìn)行處理,編譯器會對注解符號處理并附加到class結(jié)構(gòu)中,根據(jù)jvm規(guī)范,class文件結(jié)構(gòu)是嚴(yán)格有序的格式,唯一可以附加信息到class結(jié)構(gòu)中的方式就是保存到class結(jié)構(gòu)的attributes屬性中。我們知道對于類、字段、方法,在class結(jié)構(gòu)中都有自己特定的表結(jié)構(gòu),而且各自都有自己的屬性,而對于注解,作用的范圍也可以不同,可以作用在類上,也可以作用在字段或方法上,這時編譯器會對應(yīng)將注解信息存放到類、字段、方法自己的屬性上。
在我們的AnnotationTest類被編譯后,在對應(yīng)的AnnotationTest.class文件中會包含一個RuntimeVisibleAnnotations屬性,由于這個注解是作用在類上,所以此屬性被添加到類的屬性集上。即Test注解的鍵值對value=test會被記錄起來。而當(dāng)JVM加載AnnotationTest.class文件字節(jié)碼時,就會將RuntimeVisibleAnnotations屬性值保存到AnnotationTest的Class對象中,于是就可以通過AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class)獲取到Test注解對象,進(jìn)而再通過Test注解對象獲取到Test里面的屬性值。
這里可能會有疑問,Test注解對象是什么?其實(shí)注解被編譯后的本質(zhì)就是一個繼承Annotation接口的接口,所以@Test其實(shí)就是“public interface Test extends Annotation”,當(dāng)我們通過AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class)調(diào)用時,JDK會通過動態(tài)代理生成一個實(shí)現(xiàn)了Test接口的對象,并把將RuntimeVisibleAnnotations屬性值設(shè)置進(jìn)此對象中,此對象即為Test注解對象,通過它的value()方法就可以獲取到注解值。
Java注解實(shí)現(xiàn)機(jī)制的整個過程如上面所示,它的實(shí)現(xiàn)需要編譯器和JVM一起配合。
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