Java Annotation入門...

ShangShujie 2007-05-22

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Java Annotation入門
作者：cleverpig

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作者:cleverpig(作者的Blog:http://blog./page/cleverpig)
原文:[http://www./resource/article/44/44048_Java+Annotation.html]http://www./resource/article/44/44048_Java+Annotation.html[/url]
關(guān)鍵字:Java,annotation,標注

摘要：
本文針對java初學者或者annotation初次使用者全面地說明了annotation的使用方法、定義方式、分類。初學者可以通過以上的說明制作簡單的annotation程序，但是對于一些高級的annotation應用（例如使用自定義annotation生成javabean映射xml文件）還需要進一步的研究和探討。涉及到深入annotation的內(nèi)容，作者將在后文《Java Annotation高級應用》中談到。

同時，annotation運行存在兩種方式：運行時、編譯時。上文中討論的都是在運行時的annotation應用，但在編譯時的annotation應用還沒有涉及，

一、為什么使用Annotation：

在JAVA應用中，我們常遇到一些需要使用模版代碼。例如，為了編寫一個JAX-RPC web service，我們必須提供一對接口和實現(xiàn)作為模版代碼。如果使用annotation對遠程訪問的方法代碼進行修飾的話，這個模版就能夠使用工具自動生成。
另外，一些API需要使用與程序代碼同時維護的附屬文件。例如，JavaBeans需要一個BeanInfo Class與一個Bean同時使用/維護，而EJB則同樣需要一個部署描述符。此時在程序中使用annotation來維護這些附屬文件的信息將十分便利而且減少了錯誤。

二、Annotation工作方式：

在5.0 版之前的Java平臺已經(jīng)具有了一些ad hoc annotation機制。比如，使用transient修飾符來標識一個成員變量在序列化子系統(tǒng)中應被忽略。而@deprecated這個 javadoc tag也是一個ad hoc annotation用來說明一個方法已過時。從Java5.0版發(fā)布以來，5.0平臺提供了一個正式的annotation功能：允許開發(fā)者定義、使用自己的annoatation類型。此功能由一個定義annotation類型的語法和一個描述annotation聲明的語法，讀取annotaion 的API，一個使用annotation修飾的class文件，一個annotation處理工具（apt）組成。
annotation并不直接影響代碼語義，但是它能夠工作的方式被看作類似程序的工具或者類庫，它會反過來對正在運行的程序語義有所影響。annotation可以從源文件、class文件或者以在運行時反射的多種方式被讀取。
當然annotation在某種程度上使javadoc tag更加完整。一般情況下，如果這個標記對java文檔產(chǎn)生影響或者用于生成java文檔的話，它應該作為一個javadoc tag；否則將作為一個annotation。

三、Annotation使用方法：

1。類型聲明方式：
通常，應用程序并不是必須定義annotation類型，但是定義annotation類型并非難事。Annotation類型聲明于一般的接口聲明極為類似，區(qū)別只在于它在interface關(guān)鍵字前面使用“@”符號。
annotation 類型的每個方法聲明定義了一個annotation類型成員，但方法聲明不必有參數(shù)或者異常聲明；方法返回值的類型被限制在以下的范圍： primitives、String、Class、enums、annotation和前面類型的數(shù)組；方法可以有默認值。

下面是一個簡單的annotation類型聲明：
清單1:


    /**
     * Describes the Request-For-Enhancement(RFE) that led
     * to the presence of the annotated API element.
     */
    public @interface RequestForEnhancement {
        int    id();
        String synopsis();
        String engineer() default "[unassigned]"; 
        String date();    default "[unimplemented]"; 
    }

代碼中只定義了一個annotation類型RequestForEnhancement。

2。修飾方法的annotation聲明方式：
annotation 是一種修飾符，能夠如其它修飾符（如public、static、final）一般使用。習慣用法是annotaions用在其它的修飾符前面。 annotations由“@+annotation類型+帶有括號的成員-值列表”組成。這些成員的值必須是編譯時常量（即在運行時不變）。

A：下面是一個使用了RequestForEnhancement annotation的方法聲明：
清單2:


    @RequestForEnhancement(
        id       = 2868724,
        synopsis = "Enable time-travel",
        engineer = "Mr. Peabody",
        date     = "4/1/3007"
    )
    public static void travelThroughTime(Date destination) { ... }

B：當聲明一個沒有成員的annotation類型聲明時，可使用以下方式：
清單3:


    /**
     * Indicates that the specification of the annotated API element
     * is preliminary and subject to change.
     */
    public @interface Preliminary { }

作為上面沒有成員的annotation類型聲明的簡寫方式：
清單4:


    @Preliminary public class TimeTravel { ... }

C：如果在annotations中只有唯一一個成員，則該成員應命名為value：
清單5:


    /**
     * Associates a copyright notice with the annotated API element.
     */
    public @interface Copyright {
        String value();
    }

更為方便的是對于具有唯一成員且成員名為value的annotation（如上文），在其使用時可以忽略掉成員名和賦值號（=）：
清單6:


    @Copyright("2002 Yoyodyne Propulsion Systems")
    public class OscillationOverthruster { ... }

3。一個使用實例：
結(jié)合上面所講的，我們在這里建立一個簡單的基于annotation測試框架。首先我們需要一個annotation類型來表示某個方法是一個應該被測試工具運行的測試方法。
清單7:


    import java.lang.annotation.*;

    /**
     * Indicates that the annotated method is a test method.
     * This annotation should be used only on parameterless static methods.
     */
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.METHOD)
    public @interface Test { }

值得注意的是annotaion類型聲明是可以標注自己的，這樣的annotation被稱為“meta-annotations”。

在上面的代碼中，@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)這個meta-annotation表示了此類型的 annotation將被虛擬機保留使其能夠在運行時通過反射被讀取。而@Target(ElementType.METHOD)表示此類型的 annotation只能用于修飾方法聲明。

下面是一個簡單的程序，其中部分方法被上面的annotation所標注：
清單8:


    public class Foo {
        @Test public static void m1() { }
        public static void m2() { }
        @Test public static void m3() {
            throw new RuntimeException("Boom");
        }
        public static void m4() { }
        @Test public static void m5() { }
        public static void m6() { }
        @Test public static void m7() {
            throw new RuntimeException("Crash");
        }
        public static void m8() { }
    }

Here is the testing tool:

    import java.lang.reflect.*;

    public class RunTests {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
          int passed = 0, failed = 0;
          for (Method m : Class.forName(args[0]).getMethods()) {
             if (m.isAnnotationPresent(Test.class)) {
                try {
                   m.invoke(null);
                   passed++;
                } catch (Throwable ex) {
                   System.out.printf("Test %s failed: %s %n", m, ex.getCause());
                   failed++;
                }
             }
          }
          System.out.printf("Passed: %d, Failed %d%n", passed, failed);
       }
    }

這個程序從命令行參數(shù)中取出類名，并且遍歷此類的所有方法，嘗試調(diào)用其中被上面的測試annotation類型標注過的方法。在此過程中為了找出哪些方法被 annotation類型標注過，需要使用反射的方式執(zhí)行此查詢。如果在調(diào)用方法時拋出異常，此方法被認為已經(jīng)失敗，并打印一個失敗報告。最后，打印運行通過/失敗的方法數(shù)量。
下面文字表示了如何運行這個基于annotation的測試工具：

清單9:


    $ java RunTests Foo
    Test public static void Foo.m3() failed: java.lang.RuntimeException: Boom 
    Test public static void Foo.m7() failed: java.lang.RuntimeException: Crash 
    Passed: 2, Failed 2

四、Annotation分類：

根據(jù)annotation的使用方法和用途主要分為以下幾類：

1。內(nèi)建Annotation——Java5.0版在java語法中經(jīng)常用到的內(nèi)建Annotation：
@Deprecated用于修飾已經(jīng)過時的方法；
@Override用于修飾此方法覆蓋了父類的方法（而非重載）；
@SuppressWarnings用于通知java編譯器禁止特定的編譯警告。

下面代碼展示了內(nèi)建Annotation類型的用法：
清單10:


package com.bjinfotech.practice.annotation;

/**
 * 演示如何使用java5內(nèi)建的annotation
 * 參考資料：
 * http://java./docs/books/tutorial/java/javaOO/annotations.html
 * http://java./j2se/1.5.0/docs/guide/language/annotations.html
 * http:///jgloss/annotations.html
 * @author cleverpig
 *
 */
import java.util.List;

public class UsingBuiltInAnnotation {
        //食物類
        class Food{}
        //干草類
        class Hay extends Food{}
        //動物類
        class Animal{
                Food getFood(){
                        return null;
                }
                //使用Annotation聲明Deprecated方法
                @Deprecated
                void deprecatedMethod(){
                }
        }
        //馬類-繼承動物類
        class Horse extends Animal{
                //使用Annotation聲明覆蓋方法
                @Override
                Hay getFood(){
                        return new Hay();
                }
                //使用Annotation聲明禁止警告
                @SuppressWarnings({"deprecation","unchecked"})
                void callDeprecatedMethod(List horseGroup){
                        Animal an=new Animal();
                        an.deprecatedMethod();
                        horseGroup.add(an);
                }
        }
}

2。開發(fā)者自定義Annotation：由開發(fā)者自定義Annotation類型。
下面是一個使用annotation進行方法測試的sample：

AnnotationDefineForTestFunction類型定義如下：
清單11:


package com.bjinfotech.practice.annotation;

import java.lang.annotation.*;
/**
 * 定義annotation
 * @author cleverpig
 *
 */
//加載在VM中，在運行時進行映射
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//限定此annotation只能標示方法
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface AnnotationDefineForTestFunction{}

測試annotation的代碼如下：

清單12:


package com.bjinfotech.practice.annotation;

import java.lang.reflect.*;

/**
 * 一個實例程序應用前面定義的Annotation：AnnotationDefineForTestFunction
 * @author cleverpig
 *
 */
public class UsingAnnotation {
        @AnnotationDefineForTestFunction public static void method01(){}
        
        public static void method02(){}
        
        @AnnotationDefineForTestFunction public static void method03(){
                throw new RuntimeException("method03");
        }
        
        public static void method04(){
                throw new RuntimeException("method04");
        }
        
        public static void main(String[] argv) throws Exception{
                int passed = 0, failed = 0;
                //被檢測的類名
                String className="com.bjinfotech.practice.annotation.UsingAnnotation";
                //逐個檢查此類的方法，當其方法使用annotation聲明時調(diào)用此方法
            for (Method m : Class.forName(className).getMethods()) {
               if (m.isAnnotationPresent(AnnotationDefineForTestFunction.class)) {
                  try {
                     m.invoke(null);
                     passed++;
                  } catch (Throwable ex) {
                     System.out.printf("測試 %s 失敗: %s %n", m, ex.getCause());
                     failed++;
                  }
               }
            }
            System.out.printf("測試結(jié)果： 通過: %d, 失敗： %d%n", passed, failed);
        }
}

3。使用第三方開發(fā)的Annotation類型
這也是開發(fā)人員所常常用到的一種方式。比如我們在使用Hibernate3.0時就可以利用Annotation生成數(shù)據(jù)表映射配置文件，而不必使用Xdoclet。

五、總結(jié)：

1。前面的文字說明了annotation的使用方法、定義方式、分類。初學者可以通過以上的說明制作簡單的annotation程序，但是對于一些高級的 annotation應用（例如使用自定義annotation生成javabean映射xml文件）還需要進一步的研究和探討。

2。同時，annotation運行存在兩種方式：運行時、編譯時。上文中討論的都是在運行時的annotation應用，但在編譯時的annotation應用還沒有涉及，因為編譯時的annotation要使用annotation processing tool。

涉及以上2方面的深入內(nèi)容，作者將在后文《Java Annotation高級應用》中談到。

六、參考資源：
·Matrix-Java開發(fā)者社區(qū):http://www.
·http://java./docs/books/tutorial/java/javaOO/annotations.html
·http://java./j2se/1.5.0/docs/guide/apt/GettingStarted.html
·http://java./j2se/1.5.0/docs/guide/apt/GettingStarted.html
·http://java./j2se/1.5.0/docs/guide/apt/GettingStarted.html
·作者的Blog:http://blog./page/cleverpig

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