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面试官:说说你对【注解】的理解

2020-12-06 14:40:45 田维常

本文主要内容如下:

 

 

背景

现在已经处于注解盛行时代,注解@Override ,这个注解是再熟悉不过了,还有@Controller、@RequestMapping、@Service.....

注解已经是作为一个开发中必备的技能了。

如果在面试中被问到注解,说不出个123,就只能回去等通知了。

什么是注解?

注解annotation是JavaSE5.0中新增功能。可以理解为注解是一种标记,这种标记可以在编译、类加载、运行时被读取,并执行相应的处理。

它可以添加到程序的任何元素上:包声明、类型声明、构造方法、普通方法、成员变量、参数。

注解的老大:

package java.lang.annotation;
    //是个接口
    public interface Annotation {    
        boolean equals(Object obj);
        int hashCode(); 
        String toString(); 
        //获取注解类型
        Class<? extends Annotation> annotationType();
    }

JDK自带为我们提供了元注解,下面就来聊聊JDK的元注解。

元注解有哪些?

JDK为我们提供五个元注解,位于java.lang.annotation 包目录下。分别为:

  • @Retention
  • @Target
  • @Documented
  • @Inherited
  • @Repeatable

Retention注解

字面翻译:

 

 

该注解就是定义该注解是作用于什么阶段。

编译、类加载、运行(使用最多)

注解源码:

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

保留策略

package java.lang.annotation;
    public enum RetentionPolicy { 
        SOURCE, 
        CLASS, 
        RUNTIME
    }

SOURCE:只在Java源代码中,编译器编译的时候会把它直接丢弃。

CLASS:编译器将注解记录在.class文件中。当运行Java程序时,JVM不能获取注解信息。这是默认值。

RUNTIME:编译器将注解记录在.class文件中。当运行Java程序时,JVM也能获取注解信息。程序可以通过反射获取注解信息。

注意:如果使用该注解的时候必须指定value的值。

Target注解

字面意义为目标,下面来看看器源码:

@Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
    public @interface Target {
        //元素类型
        ElementType[] value();
    }
    public enum ElementType { 
        TYPE, 
        FIELD, 
        METHOD, 
        PARAMETER, 
        CONSTRUCTOR, 
        LOCAL_VARIABLE, 
        ANNOTATION_TYPE, 
        PACKAGE, 
        /** @since 1.8*/
        TYPE_PARAMETER,
        /** @since 1.8*/
        TYPE_USE
    }

Target注解是在声明创建一个注解的时候,指示该注解可以作用于程序中的哪些元素。

它里边也包含一个名为value的成员变量,value成员变量的值有如下几种

  • ANNOTATION_TYPE:指定当前注解只能修饰其它注解
  • CONSTRUCTOR:指定当前注解只能修饰构造方法
  • FIELD:指定当前注解只能修饰成员变量
  • LOCAL_VARIABLE:指定当前注解只能修饰局部变量
  • METHOD:指定当前注解只能修饰方法
  • PACKAGE:指定当前注解只能修饰包
  • PARAMETER:指定当前注解只能修饰参数
  • TYPE:指定当前注解可以修饰类,接口,其它注解,枚举等类型

比如说:常用的Spring的注解@Controller,是用来作用于类上的。

 

 

Documented 注解

字面意义就是文档。@Documented用于描述其它类型的annotation应该被作为被标注的程序成员的公共API,因此可以被例如javadoc此类的工具文 档化。Documented是一个标记注解,没有成员 。

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Documented {
}

主要是用来生成文档的,工作中基本上很少使用,作为了解就可以了。

Inherited 注解

字面意义:

 

 

@Inherited注解是在声明创建一个注解的时候,指定该注解将具有继承性。

Inherited 源码:

@Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
    public @interface Inherited {
    }

如果某个类使用了该注解@Xx,则其子类也将自动被此注解@Xx所修饰。

使用模板:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE)
    @Inherited
    public @interface A {
        
    }
    @A
    public class Base {
        
    }
    //Sub也带有@A
    public class Sub extends Base {
    }

Repeatable注解

@Repeatable元注解,顾名思义,重复注解,就是在声明创建注解的时候,指定该注解可以被同一个程序元素多次使用。这是JDK8新增的注解,重复注解只是一种简单化写法,这种简单化写法是一种假象。多个重复注解其实会被作为“容器”注解的value成员变量的数组元素。

比如下面Spring中注解ComponentScan:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE)
    @Documented
    @Repeatable(ComponentScans.class)
    public @interface ComponentScan {
    }
    
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE)
    @Documented
    public @interface ComponentScans {
     ComponentScan[] value();
    }

使用案例

import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
    import org.springframework.context.annotation.ComponentScans;
    
    @ComponentScans(value = {
            @ComponentScan(value = "com.tian.pakage0"),
            @ComponentScan(value = "com.tian.pakage1")})
    public class MainConfig {
        @Bean
        public User person() {
            return new User();
        }
    }

基本注解

注解必须使用工具来处理,工具负责提取注解中包含的元数据,工具还会根据这些元数据增加额外的功能。下面我们先来了解一下5个基本注解的用法。

  • Override
  • SafeVarargs
  • SuppressWarnings
  • FunctionalInterface
  • Deprecated

下面我们就来说说这五个注解。

Override

用于标识方法,标识该方法属于重写父类的方法 。

//只能用于方法上
    @Target(ElementType.METHOD)
    //源码中编译时就会使用
    @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
    public @interface Override {
    }

此注解表面是重写父类的方法,只能用于方法上,并且用于编译阶段,我们在开发的时候,如果注解使用不当,在源码编译时立马就会做出提示。

SafeVarargs

@SafeVarargs注解是在JDK7中引入的。此注解适用于接受varargs参数的final和static方法或构造函数。此注解用于确保方法不会对其varargs参数执行不安全的操作。从Java9开始,@SafeVarargs注解也适用于私有实例方法。

@SafeVarargs源码

@Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target({ElementType.CONSTRUCTOR, ElementType.METHOD})
    public @interface SafeVarargs {}

使用案例

如果不使用此注解

public class SafevarargsTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 传递可变参数,参数是泛型集合
        display(10, 20, 30);
        // 传递可变参数,参数是非泛型集合
        display("10", 20, 1000L); // 会有编译警告
    }
    public static <T> void display(T... array) {
        for (T arg : array) {
            System.out.println(arg.getClass().getName() + ":" + arg);
        }
    }
}

display方法会提示

 

 

如果我们给这个方法添加此注解后

 

 

上面的代码在可变参数display前添加了@SafeVarargs注解,当然也可以使用 @SuppressWarnings("unchecked") 注解,可是,两者相比较来说的话@SafeVarargs注解更适合。

注意:@SafeVarargs注解不适用于非static或非final声明的方法,对于未声明为static或final的方法,假如,要抑制unchecked警告,可以使用@SuppressWarnings注解。

SuppressWarnings

用于有选择的关闭编译器对类、方法、成员变量、变量初始化的警告。

@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
    @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
    public @interface SuppressWarnings {
        String[] value();
    }

编译时期就会做出提示,使用范围也是比较广泛,可以适用于类、接口、枚举、方法、字段等。

我们开发过程中见过最多的应该是集合存放数据的时候,比如下面的例子。

 

 

但是如果我们把第一行代码注释放开。

 

 

这样就不会提示了。

FunctionalInterface

JDK8新增注解。@FunctionalInterface标记在接口上,“函数式接口”是指仅仅只包含一个抽象方法的接口。

源码

@Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE)
    public @interface FunctionalInterface {}

1、该注解只能标记在”有且仅有一个抽象方法”的接口上。

2、JDK8接口中的静态方法和默认方法,都不算是抽象方法。

3、接口默认继承java.lang.Object,所以如果接口显示声明覆盖了Object中方法,那么也不算抽象方法。

4、该注解不是必须的,如果一个接口符合”函数式接口”定义,那么加不加该注解都没有影响。加上该注解能够更好地让编译器进行检查。如果编写的不是函数式接口,但是加上了@FunctionInterface,那么编译器会报错。

5、@FunctionalInterface 注解的interface。它的特点是其中只有一个子类必须要实现的abstract方法。

使用场景

Callable、Runnable等就有使用到。

@FunctionalInterface
    public interface Callable<V> {
        V call() throws Exception;
    }
    @FunctionalInterface
    public interface Runnable {
        public abstract void run();
    }

Deprecated

用于标识方法或类,标识该类或方法已过时,建议不要使用 。

@Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
    public @interface Deprecated {
    }

使用范围就想到广泛了,构造方法、字段、方法等。

注意:只是提示过时了,不建议使用,不代表不能用,但是我们如果想用某个使用此注解标记的方法或者类的时候,建议找找有没有替换方案,实在没有替换方案,搞清楚为什么它会被设置成过时,使用不当可能会对我们的程序造成你意想不到问题,也可能会挖坑。

自定义注解

终于来到自定义了,下面我们来自定义一个注解。

使用@interface自定义注解时,自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口,由编译程序自动完成其他细节。在定义注解时,不能继承其他的注解或接口。@interface用来声明一个注解,其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数。方法的名称就是参数的名称,返回值类型就是参数的类型(返回值类型只能是基本类型、Class、String、enum)。可以通过default来声明参数的默认值。

格式

public @interface 注解名 {定义体}

案例

自定义我们的注解

@Documented
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.METHOD)
    public @interface  MyInterface {
        String value() default "";
    }

使用阶段为运行阶段,目标是在方法上。定义一个属性value默认值为空字符串。

下面我们就来使用我们定义的注解。

import java.lang.reflect.Method;
    
    public class InterfaceDemo {
    
        //@MyInterface("老田自定义的注解")
         //@MyInterface
        @MyInterface(value = "老田自定义的注解")
        public void test() {
            // TODO:
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            InterfaceDemo interfaceDemo = new InterfaceDemo();
            Class<?> clazz = interfaceDemo.getClass();
            Method[] methods = clazz.getMethods();
            for (Method method : methods) {
                if ("test".contentEquals(method.getName())) {
                    System.out.println("方法名称= " + method.getName());
                    MyInterface myInterface = method.getAnnotation(MyInterface.class);
                    System.out.println("方法上的注解= " + myInterface);
                    System.out.println("枚举值= " + myInterface.value());
                }
            }
        }
    }

如果没有指定value的值,那就使用默认值,value两种方式赋值:

@MyInterface("老田自定义的注解")
    @MyInterface(value = "老田自定义的注解")

然后我们运行上面的代码,输出结果为:

 

 

以上我们就搞定了自定义注解以及使用,获取属性值。

注解是普通类还是接口?

使用javap查看我们自定义的注解.class文件内容。

 

 

这里Annotation是接口:

public interface Annotation {
    }

那么证明,我们自定义的注解是extend接口Annotation,由此可知注解就是接口。

自定义注解注意点

解参数的可支持数据类型:

  • 所有基本数据类型(int,float,boolean,byte,double,char,long,short)
  • String类型
  • Class类型
  • enum类型
  • Annotation类型
  • 以上所有类型的数组

Annotation类型里面的参数该怎么设定:

  • 只能用public或默认(default)这两个访问权修饰.例如,String value();这里把方法设为defaul默认类型。
  • 参数成员只能用基本类型byte,short,char,int,long,float,double,boolean八种基本数据类型 和 String,Enum,Class,annotations等数据类型,以及这一些类型的数组.例如,String value();这里的参数成员就为String。
  • 如果只有一个参数成员,最好把参数名称设为"value",后加小括号.例:下面的例子FruitName注解就只有一个参数成员。

如何获取注解?

共有以下五种方式:

  1. 获取类上的注解:Class类的getAnnotation()
  2. 获取方法上的注解:Method类的getAnnotation()
  3. 获取字段上的注解:Field类的 getAnnotation()
  4. 获取构造方法上的注解:Constructor类的getAnnotation()
  5. 获取包上的注解:Package类的getAnnotation()

如果此元素上存在指定的注释类型,则此方法返回该元素的注释,否则返回null。从上面的的集中方式中发现,都是使用getAnnotation()方法获取的,相信大多数人都能猜到为什么都是同一个方法名称。

下面就来说说Java中注解获取的鼻祖:

java.lang.reflect.AnnotatedElement

此接口所有方法

 

 

看看AnnotatedElement类图:

 

 

发现前面说的获取注解的类,全部都实现了AnnotatedElement接口。

所以程序通过反射获取了某个类的AnnotatedElement对象之后,程序就可以调用该对象的方法。

如下四个个方法来访问Annotation信息:

「getAnnotation」

返回该程序元素上存在的、指定类型的注解,如果该类型注解不存在,则返回null。

「getAnnotations」

返回该程序元素上存在的所有注解。

「isAnnotationPresent」

判断该程序元素上是否包指定类型的注解,存在则返回true,否则返回false。

「getDeclaredAnnotations」

返回直接存在于此元素上的所有注释。与此接口中的其他方法不同,该方法将忽略继承的注释。(如果没有注释直接存在于此元素上,则返回长度为零的一个数组。)该方法的调用者可以随意修改返回的数组;这不会对其他调用者返回的数组产生任何影响

总结

为什么要学习注解?元注解有哪些?基本注解有哪些?如何自定义注解?注解是普通类还是接口?自定义注解需要注意些什么?获取获取注解?

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