处理注解

Java的注解本身对代码逻辑没有任何影响。根据@Retention的配置：

• SOURCE类型的注解在编译期就被丢掉了；
• CLASS类型的注解仅保存在class文件中，它们不会被加载进JVM；
• RUNTIME类型的注解会被加载进JVM，并且在运行期可以被程序读取。

如何使用注解完全由工具决定。SOURCE类型的注解主要由编译器使用，因此我们一般只使用，不编写。CLASS类型的注解主要由底层工具库使用，涉及到class的加载，一般我们很少用到。只有RUNTIME类型的注解不但要使用，还经常需要编写。

因此，我们只讨论如何读取RUNTIME类型的注解。

因为注解定义后也是一种class，所有的注解都继承自java.lang.annotation.Annotation，因此，读取注解，需要使用反射API。

Java提供的使用反射API读取Annotation的方法包括：

判断某个注解是否存在于Class、Field、Method或Constructor：

• Class.isAnnotationPresent(Class)
• Field.isAnnotationPresent(Class)
• Method.isAnnotationPresent(Class)
• Constructor.isAnnotationPresent(Class)

// 判断@Report是否存在于Person类:
Person.class.isAnnotationPresent(Report.class);

使用反射API读取Annotation：

• Class.getAnnotation(Class)
• Field.getAnnotation(Class)
• Method.getAnnotation(Class)
• Constructor.getAnnotation(Class)

// 获取Person定义的@Report注解:
Report report = Person.class.getAnnotation(Report.class);
//获取@Report注解的参数
int type = report.type();
String level = report.level();

使用反射API读取Annotation有两种方法。方法一是先判断Annotation是否存在，如果存在，就直接读取：

Class cls = Person.class;
if (cls.isAnnotationPresent(Report.class)) {
    Report report = cls.getAnnotation(Report.class);
    ...
}

第二种方法是直接读取Annotation，如果Annotation不存在，将返回null：

Class cls = Person.class;
Report report = cls.getAnnotation(Report.class);
if (report != null) {
   ...
}

读取方法、字段和构造方法的Annotation和Class类似。但要读取方法参数的Annotation就比较麻烦一点，因为方法参数本身可以看成一个数组，而每个参数又可以定义多个注解，所以，一次获取方法参数的所有注解就必须用一个二维数组来表示。例如，对于以下方法定义的注解：

public void hello(@NotNull @Range(max=5) String name, @NotNull String prefix) {
}

要读取方法参数的注解，我们先用反射获取Method实例，然后读取方法参数的所有注解：

// 获取Method实例:
Method m = ...
// 获取所有参数的Annotation:
Annotation[][] annos = m.getParameterAnnotations();
// 第一个参数（索引为0）的所有Annotation:
Annotation[] annosOfName = annos[0];
for (Annotation anno : annosOfName) {
    if (anno instanceof Range) { // @Range注解
        Range r = (Range) anno;
    }
    if (anno instanceof NotNull) { // @NotNull注解
        NotNull n = (NotNull) anno;
    }
}

使用注解

注解如何使用，完全由程序自己决定。例如，JUnit是一个测试框架，它会自动运行所有标记为@Test的方法。

我们来看一个@Range注解，我们希望用它来定义一个String字段的规则：字段长度满足@Range的参数定义：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Range {
    int min() default 0;
    int max() default 255;
}

在某个JavaBean中，我们可以使用该注解：

public class Person {
    @Range(min=1, max=20)
    private String name;

    @Range(max=10)
    private String city;
}

但是，定义了注解，本身对程序逻辑没有任何影响。我们必须自己编写代码来使用注解。这里，我们编写一个Person实例的检查方法，它可以检查Person实例的String字段长度是否满足@Range的定义：

import java.lang.reflect.*;
import java.lang.annotation.*;
public class Demo12{        
    public static void main(String[] args)throws Exception{  
        Person person = new Person();
        person.setName("汪天");
        person.setCity("武汉");
        //检测person对象字段长度是否符合要求
        
        /* try{
            check(person);
            System.out.println(person.getName() + " 输入成功！");
            System.out.println(person.getCity() + " 输入成功！");
        }catch(Exception e){
            System.out.println("字段输入错误！");
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("使用try-catch处理异常后，下面的程序会继续执行");
        */
        
        check(person);
        System.out.println(person.getName() + " 输入成功！");
        System.out.println(person.getCity() + " 输入成功！");
        
        System.out.println("不使用try-catch处理异常，在主方法main声明处throws Exception抛出异常，则程序编译到出现异常的语句那里就报错，程序终止，不会执行下面的程序");
    }
    
    /*
    检测person对象字段长度是否符合要求
    */
    static void check(Person person) throws IllegalArgumentException,ReflectiveOperationException{
        //获取所有的Field,其中因为有private私有字段，所以必须用getDeclaredFields()去获取才行
        Field[] fields = person.getClass().getDeclaredFields();
        //遍历所有的Field
        for(Field field:fields){
            Range range = field.getAnnotation(Range.class);
            if(range != null){
                //private私有字段，开启访问权限
                field.setAccessible(true);
                //获取field的值
                Object value = field.get(person);
                // 如果值是String:
                if(value instanceof String){
                    String s = (String)value;
                    System.out.println("输入"+ field.getName() + ":" + s);
                    // 判断值是否满足@Range的min/max:
                    if(s.length() < range.min() || s.length() > range.max()){
                    throw new IllegalArgumentException("Invalid field:" + field.get(person));
                    }
                }
            }
        }
    }
}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//定义程序运行时注解将被JVM加载
@Target(ElementType.FIELD) //定义注解作用在字段上
@interface Range{
    int min() default 0;
    int max() default 255;
}

class Person{
    @Range(min=2,max=4)
    private String name;
    
    @Range(min=2,max=4)
    private String city;
    
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    
    public void setCity(String city){
        this.city = city;
    }
    
    public String getName(){
        return name;
    }
    
    public String getCity(){
        return city;
    }
}

这样一来，我们通过@Range注解，配合check()方法，就可以完成Person实例的检查。注意检查逻辑完全是我们自己编写的，JVM不会自动给注解添加任何额外的逻辑。

小结

可以在运行期通过反射读取RUNTIME类型的注解，注意千万不要漏写@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)，否则运行期无法读取到该注解。

可以通过程序处理注解来实现相应的功能：

• 对JavaBean的属性值按规则进行检查；
• JUnit会自动运行@Test标记的测试方法。