深入淺析Java注解框架

更新時(shí)間：2016年05月24日 16:56:46 作者：Joyfulmath

這篇文章主要介紹了深入淺析Java注解框架的相關(guān)資料,介紹的非常詳細(xì)，具有參考價(jià)值，需要的朋友參考下吧

我們經(jīng)常會(huì)在java代碼里面看到：“@Override”，“@Target”等等樣子的東西，這些是什么？

在java里面它們是“注解”。

下面是百度百科的解釋：java.lang.annotation.Retention可以在您定義Annotation型態(tài)時(shí)，指示編譯器如何對待您的自定義 Annotation，預(yù)設(shè)上編譯器會(huì)將Annotation資訊留在class檔案中，但不被虛擬機(jī)器讀取，而僅用于編譯器或工具程式運(yùn)行時(shí)提供資訊。

也就是說，注解是建立在class文件基礎(chǔ)上的東西，同C語言的宏有異曲同工的效果。

class文件里面根本看不到注解的痕跡。

注解的基礎(chǔ)就是反射。所以注解可以理解為java特有的一種概念。

1.元注解

在java.lang.annotation包里面，已經(jīng)定義了4種annotation的“原語”。

1）.@Target,用于明確被修飾的類型：（方法，字段，類，接口等等）　　

2）.@Retention,描述anntation存在的為止：

RetentionPolicy.RUNTIME 注解會(huì)在class字節(jié)碼文件中存在，在運(yùn)行時(shí)可以通過反射獲取到

RetentionPolicy.CLASS 默認(rèn)的保留策略，注解會(huì)在class字節(jié)碼文件中存在，但運(yùn)行時(shí)無法獲得

RetentionPolicy.SOURCE 注解僅存在于源碼中，在class字節(jié)碼文件中不包含

3）.@Documented,默認(rèn)情況下，注解不會(huì)在javadoc中記錄，但是可以通過這個(gè)注解來表明這個(gè)注解需要被記錄。

4）.@Inherited 元注解是一個(gè)標(biāo)記注解，@Inherited闡述了某個(gè)被標(biāo)注的類型是被繼承的。

如果一個(gè)使用了@Inherited修飾的annotation類型被用于一個(gè)class，則這個(gè)annotation將被用于該class的子類。

2.自定義注解

package com.joyfulmath.jvmexample.annnotaion;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
/**
* @author deman.lu
* @version on 2016-05-23 13:36
*/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface FruitName {
String value() default "";
}

首先，一個(gè)注解一般需要2個(gè)元注解修飾：

@Target(ElementType.FIELD)

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

具體作用上面已解釋。

所有的注解都會(huì)有一個(gè)類似于“func”的部分。這個(gè)可以理解為注解的參數(shù)。

package com.joyfulmath.jvmexample.annnotaion;
import com.joyfulmath.jvmexample.TraceLog;
/**
* @author deman.lu
* @version on 2016-05-23 13:37
*/
public class Apple {
@FruitName("Apple")
String appleName;
public void displayAppleName()
{
TraceLog.i(appleName);
}
}

這段代碼的log：

05-23 13:39:38.780 26792-26792/com.joyfulmath.jvmexample I/Apple: displayAppleName: null [at (Apple.java:16)]

沒有賦值成功，為什么？應(yīng)為注解的“Apple”到底怎么賦值該filed，目前編譯器還不知道則怎么做呢。

3.注解處理器

我們還需要一個(gè)處理器來解釋注解到底是怎樣工作的，不然就跟注釋差不多了。

通過反射的方式，可以獲取注解的內(nèi)容：

package com.joyfulmath.jvmexample.annnotaion;
import com.joyfulmath.jvmexample.TraceLog;
import java.lang.reflect.Field;
/**
* @author deman.lu
* @version on 2016-05-23 14:08
*/
public class FruitInfoUtils {
public static void getFruitInfo(Class<?> clazz)
{
String fruitNameStr = "";
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for(Field field:fields)
{
if(field.isAnnotationPresent(FruitName.class))
{
FruitName fruitName = field.getAnnotation(FruitName.class);
fruitNameStr = fruitName.value();
TraceLog.i(fruitNameStr);
}
}
}
}

這是注解的一般用法。

android注解框架解析

從上面可以看到，注解框架的使用，本質(zhì)上還是要用到反射。

但是我如果用反射的功能在使用注解框架，那么，我還不如直接使用它，反而簡單。

如果有一種機(jī)制，可以避免寫大量重復(fù)的相似代碼，尤其在android開發(fā)的時(shí)候，大量的findviewbyid & onClick等事件相應(yīng)。

代碼的模式是一致的，但是代碼又各不相同，這個(gè)時(shí)候，使用注解框架可以大量節(jié)省開發(fā)時(shí)間，當(dāng)然相應(yīng)的會(huì)增加其他的開銷。

以下就是一個(gè)使用butterknife的例子：

@BindString(R.string.login_error)
String loginErrorMessage;

看上去很簡單，就是把字符串賦一個(gè)string res對應(yīng)的初值。這樣寫可以節(jié)省一些時(shí)間。當(dāng)然這只是一個(gè)例子，

如果大量使用其他的注解，可以節(jié)省很大一部分的開發(fā)時(shí)間。

我們下面來看看怎么實(shí)現(xiàn)的：

package butterknife;
import android.support.annotation.StringRes;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.Target;
import static java.lang.annotation.ElementType.FIELD;
import static java.lang.annotation.RetentionPolicy.CLASS;
/**
* Bind a field to the specified string resource ID.
* <pre><code>
* {@literal @}BindString(R.string.username_error) String usernameErrorText;
* </code></pre>
*/
@Retention(CLASS) @Target(FIELD)
public @interface BindString {
/** String resource ID to which the field will be bound. */
@StringRes int value();
}

BindString,只有一個(gè)參數(shù)，value,也就是賦值為@StringRes.

同上，上面是注解定義和使用的地方，但是真正解釋注解的地方如下：ButterKnifeProcessor

private Map<TypeElement, BindingClass> findAndParseTargets(RoundEnvironment env)

這個(gè)函數(shù)，截取部分代碼：

// Process each @BindString element.
for (Element element : env.getElementsAnnotatedWith(BindString.class)) {
if (!SuperficialValidation.validateElement(element)) continue;
try {
parseResourceString(element, targetClassMap, erasedTargetNames);
} catch (Exception e) {
logParsingError(element, BindString.class, e);
}
}

找到所有BindString注解的元素，然后開始分析：

private void parseResourceString(Element element, Map<TypeElement, BindingClass> targetClassMap,
Set<TypeElement> erasedTargetNames) {
boolean hasError = false;
TypeElement enclosingElement = (TypeElement) element.getEnclosingElement();
// Verify that the target type is String.
if (!STRING_TYPE.equals(element.asType().toString())) {
error(element, "@%s field type must be 'String'. (%s.%s)",
BindString.class.getSimpleName(), enclosingElement.getQualifiedName(),
element.getSimpleName());
hasError = true;
}
// Verify common generated code restrictions.
hasError |= isInaccessibleViaGeneratedCode(BindString.class, "fields", element);
hasError |= isBindingInWrongPackage(BindString.class, element);
if (hasError) {
return;
}
// Assemble information on the field.
String name = element.getSimpleName().toString();
int id = element.getAnnotation(BindString.class).value();
BindingClass bindingClass = getOrCreateTargetClass(targetClassMap, enclosingElement);
FieldResourceBinding binding = new FieldResourceBinding(id, name, "getString", false);
bindingClass.addResource(binding);
erasedTargetNames.add(enclosingElement);
}

首先驗(yàn)證element是不是string類型。

// Assemble information on the field.
String name = element.getSimpleName().toString();
int id = element.getAnnotation(BindString.class).value();

獲取field的name，以及 string id。

最終

Map<TypeElement, BindingClass> targetClassMap

元素和注解描述，已map的方式一一對應(yīng)存放。

@Override public boolean process(Set<? extends TypeElement> elements, RoundEnvironment env) {
Map<TypeElement, BindingClass> targetClassMap = findAndParseTargets(env);
for (Map.Entry<TypeElement, BindingClass> entry : targetClassMap.entrySet()) {
TypeElement typeElement = entry.getKey();
BindingClass bindingClass = entry.getValue();
try {
bindingClass.brewJava().writeTo(filer);
} catch (IOException e) {
error(typeElement, "Unable to write view binder for type %s: %s", typeElement,
e.getMessage());
}
}
return true;
}

這就是注解框架啟動(dòng)的地方，一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程。具體細(xì)節(jié)本文不研究，只需清除，這里是框架驅(qū)動(dòng)的地方。

從上面的信息已經(jīng)清除，所有的注解信息都存放在targetClassMap 里面。

上面標(biāo)紅的代碼，應(yīng)該是注解框架的核心之處。

自從Java SE5開始，Java就引入了apt工具，可以對注解進(jìn)行預(yù)處理，Java SE6，更是支持?jǐn)U展注解處理器，

并在編譯時(shí)多趟處理，我們可以使用自定義注解處理器，在Java編譯時(shí)，根據(jù)規(guī)則，生成新的Java代碼。

JavaFile brewJava() {
TypeSpec.Builder result = TypeSpec.classBuilder(generatedClassName)
.addModifiers(PUBLIC);
if (isFinal) {
result.addModifiers(Modifier.FINAL);
} else {
result.addTypeVariable(TypeVariableName.get("T", targetTypeName));
}
TypeName targetType = isFinal ? targetTypeName : TypeVariableName.get("T");
if (hasParentBinding()) {
result.superclass(ParameterizedTypeName.get(parentBinding.generatedClassName, targetType));
} else {
result.addSuperinterface(ParameterizedTypeName.get(VIEW_BINDER, targetType));
}
result.addMethod(createBindMethod(targetType));
if (isGeneratingUnbinder()) {
result.addType(createUnbinderClass(targetType));
} else if (!isFinal) {
result.addMethod(createBindToTargetMethod());
}
return JavaFile.builder(generatedClassName.packageName(), result.build())
.addFileComment("Generated code from Butter Knife. Do not modify!")
.build();
}

這段話的關(guān)鍵是會(huì)create一個(gè)新文件。

然后把相關(guān)內(nèi)容寫入。

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