标记接口,注解和注解处理器的前世此生

简介

相信大部分的开发者都用过注解，尤为是对使用过Spring的开发者来讲，注解是现代Spring中不可获取的一部分。Spring从最开始的xml配置到后面的注解配置，不管是从编程习惯仍是项目的构建，都对咱们程序员产生了很是重要的影响。

除了使用Spring自带的注解以外，咱们还能够自定义注解。而后经过AOP来对注解进行拦截从而处理相应的业务逻辑。

除了Spring以外，其实JDK自己自带注解，本文将会深刻探讨注解的起源和两种不一样的使用方式。

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注解的起源和marker interfaces

先看一个最简单的注解：

@CustUserAnnotation
public class CustUser {
}

上面咱们将CustUser标记为一个自定义的注解@CustUserAnnotation。

注解实际上是在JDK 5中引入的。那么在JDK 5以前，注解是用什么方式来表示的呢？答案就是marker interfaces。

marker interfaces中文翻译叫作标记接口，标记接口就是说这个接口使用来作标记用的，内部并无提供任何方法或者字段。

在java中有不少标记接口，最多见的就是Cloneable，Serializable，还有java.util包中的EventListener和RandomAccess。

以Cloneable为例：

/*
 * @since   1.0
 */
public interface Cloneable {
}

该接口从java1.0就开始有了。实现该接口的类才可以调用Object中的clone方法。

咱们在代码中如何判断类是否实现了Cloneable接口呢？

public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        if (this instanceof Cloneable) {
            return super.clone();
        } else {
            throw new CloneNotSupportedException();
        }
    }

很简单，经过instanceof来判断是不是Cloneable便可。

marker interfaces好用是好用，可是有一些缺点，好比没有额外的元数据信息，功能太过单一，而且会和正常的interface混淆。实现起来也比通常的interface复杂。

正式因为这些缘由，在JDK5中，引入了注解Annotation。

注解的定义

注解是由@interface来定义的。建立一个annotation须要指定其target和retention，并能够自定义参数。

咱们举个例子：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface CustUserAnnotation {
    int value();
    String name();
    String[] addresses();
}

上面是我自定义的一个注解。

Retention

Retention表示注解将会在什么阶段可见。它有三个可选值：

SOURCE 表示只在源代码可见，编译的时候就会被丢弃。

CLASS 表示在class可见，也就是说编译的时候可见，可是运行时候不可见。

RUNTIME 表示运行时候可见。何时才须要运行时可见呢？那就是使用到反射的时候。咱们会在后面的例子中具体的描述这种状况。

Retention自己也是一个注解：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Retention {
    /**
     * Returns the retention policy.
     * @return the retention policy
     */
    RetentionPolicy value();
}

Target

Target表示这个注解将会用到什么地方。它有12个值。

TYPE 表示用在Class，interface，enum或者record上。

FIELD 表示用在class的字段上。

METHOD 表示用在方法上。

PARAMETER 表示用在方法上面。

CONSTRUCTOR 用在构造函数上。

LOCAL_VARIABLE 用在本地变量上。

ANNOTATION_TYPE 用在注解上。

PACKAGE 用在package上。

TYPE_PARAMETER 用在类型参数上。

TYPE_USE 用在任何TYPE使用上。

TYPE_PARAMETER和TYPE_USE有什么区别呢？

TYPE_USE用在任何类型的使用上面，好比申明，泛型，转换：

@Encrypted String data
List<@NonNull String> strings
MyGraph = (@Immutable Graph) tmpGraph;

而TYPE_PARAMETER用在类型参数上：

class MyClass<T> {...}

MODULE 用在module上。

RECORD_COMPONENT 预览功能，和records相关。

Target和Retention同样也是一个注解。

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Target {
    /**
     * Returns an array of the kinds of elements an annotation type
     * can be applied to.
     * @return an array of the kinds of elements an annotation type
     * can be applied to
     */
    ElementType[] value();
}

自定义参数

注解也能够自定参数，参数能够是下的类型：

1. 基础类型：int，long,double等
2. String
3. Class<T>
4. 枚举类型
5. 其余的注解类型
6. 上面5中的数组

上面咱们的自定义类型定义了三个参数：

int value();
    String name();
    String[] addresses();

咱们看下怎么使用：

@CustUserAnnotation(value = 100, name="jack ma",addresses = {"人民路","江西路"})
public class CustUser {
}

在使用中，咱们须要传入自定义的参数，固然你也可使用default在注解中提供默认值，这样就不须要从外部传入。

在运行时使用注解

在运行时，咱们可使用反射的API来得到注解，并获取注解中的自定义变量，从而进行相应的业务逻辑处理。

CustUser custUser= new CustUser();
        Annotation[] annotations= custUser.getClass().getAnnotations();
        Stream.of(annotations).filter(annotation -> annotation instanceof CustUserAnnotation)
                .forEach(annotation -> log.info(((CustUserAnnotation) annotation).name()));

仍是刚才的例子，咱们经过getAnnotations方法获取到注解的值。

在运行时是用注解固然是个不错的主意，可是反射用的太多的话其实会影响程序的性能。

那么咱们能够不能够将运行时的注解提早到编译时呢？答案是确定的。

在编译时使用注解

要想在编译时使用注解，就要介绍今天咱们的最后一部份内容annotation processors。

自定义processors须要实现javax.annotation.processing.Processor接口。

接下来咱们自定义一个Processor：

@SupportedAnnotationTypes("com.flydean.*")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_14)
public class MyProcessor extends AbstractProcessor {
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        System.out.println("process annotation!");
        annotations.forEach(annotation -> {
            Set<? extends Element> elements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(annotation);
            elements.stream()
                    .filter(TypeElement.class::isInstance)
                    .map(TypeElement.class::cast)
                    .map(TypeElement::getQualifiedName)
                    .map(name -> "Class " + name + " is annotated with " + annotation.getQualifiedName())
                    .forEach(System.out::println);
        });
        return true;
    }
}

SupportedAnnotationTypes表示支持的注解类型。

SupportedSourceVersion表示支持的源代码版本。

最后咱们在process方法中，获取了注解类的一些信息。

有了processor咱们怎么在maven环境中使用呢？

最简单的办法就是在maven的maven-compiler-plugin插件中添加annotationProcessors，以下所示：

<build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.8.1</version>
                <configuration>
                    <source>14</source>
                    <target>14</target>
                    <annotationProcessors>
                       <annotationProcessor>com.flydean.MyProcessor</annotationProcessor>
                    </annotationProcessors>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

若是不添加，默认状况下编译器会从classpath中去寻找META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor文件，这个文件里面列出了对外提供的注解处理器。编译器会加载这些注解处理器去处理当前项目的注解。

lombok应该你们都用过吧，它实际上为咱们提供了两个注解处理器：

很不幸的是，由于我在CustUser中使用了lombok中的log，若是像上面同样显示指定annotationProcessor则会将覆盖默认的查找路径，最后会致使lombok失效。

那应该怎么处理才能兼容lombok和自定义的processor呢？

咱们能够把自定义processor单独成一个模块，也作成lombok这样的形式：

这个processor的模块编译参数须要加上一个proc none的参数：

<build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <version>3.8.1</version>
                <configuration>
                    <source>14</source>
                    <target>14</target>
                    <proc>none</proc>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

proc是设置是否须要在本项目中启用processor。对于processor项目来讲，它自己尚未编译，若是启用就会出现找不到类的错误。因此这里咱们须要将proc设置为none。

最后咱们的annotation-usage项目能够不须要annotationProcessors的配置就能够自动从classpath中读取到自定义的processor了。

总结

本文介绍了marker interface,annotation和annotation processor，并详细讲解了如何在maven程序中使用他们。

本文的例子[https://github.com/ddean2009/
learn-java-base-9-to-20](https://github.com/ddean2009/...

本文做者：flydean程序那些事

本文连接：http://www.flydean.com/marker-interface-annotation-processor/

本文来源：flydean的博客

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