java注解的实现原理(如何自定义注解)

Annotation是Java重要的组成部分，从J2SE 5.0时代就已经存在了。在我们的代码中，我们随处可以看到许多注解，例如@Autowired、@Override、@Service。这些注解我们可能非常熟悉，但是注解的作用、工作原理、工作方式以及我们如何自定义注解，我们可能并不熟悉。这篇文章我们就探索一下这些知识点。

1、什么是注解

注解是一种特殊的元数据，元数据是关于数据的数据，所以，注解就是代码的元数据。我们看下面这个例子：

我们用@Override注解toString()方法，说明我们要重写toString()方法。这里，即使我们不用@Override注解，这个方法任然可以正常执行。那注解的好处是什么呢？@Override告诉编译器，子类要重写这个方法，需要按照自己定义的格式输出内容，也就是覆盖了父类的方法，如果父类中没有这个方法，编译器就会报错。

所以，注解是一种特殊的Java构造器，它可以用于装饰类，方法，字段，参数，变量，构造函数或包。

2、为什么要使用注解

在注释之前（甚至之后），XML被广泛用于元数据。但是随着项目中代码量的增大，XML维护变得越来越麻烦。开发人员希望元数据与代码是紧密耦合，而XML与代码之间的耦合非常松散（在某些情况下，几乎是分开的）。

关于使用注解还是基于XML进行标记一直是一个具有争议的话题，对于开发人员来说，记住以下两个原则即可：

• 1、假设您要设置一些应用程序范围内的常量。在这种情况下，XML是一个更好的选择，因为它与任何特定的代码段都不相关。

• 2、如果要将某个方法作为服务公开，则注解将是一个更好的选择，因为它需要与该方法紧密结合。

另一个重要因素是，注解定义了在代码中定义元数据的标准方式。在注解之前，开发人员使用自己的方式定义元数据，这造成元数据定义混乱。但要注解是标准化的东西,更容易维护。

现在，大多数框架都将XML和注解结合使用，以充分利用两者的积极方面。

3、注解的工作方式

注解仅仅是元数据，不包括任何业务逻辑。那它的使用者是谁呢？像@Override这种注解，JVM是它的使用者，它在字节码级别工作。如果我们自己编写了一个注解，那我们就要去实现它的消费者，否则，我们自定义的注解是没有任何作用的。

4、编写自定义注解

在编写自定义注解的时候，我们首先需要搞清楚几个默认的注解，这几个注解仅仅作用与另一个注解之上。

• @Documented

@Documented注解表明这个注解要被javadoc记录。注解默认状态下是不被javadoc记录的。

•  @Retention

@Documented注解表明该注解保留到那个阶段，主要有三个值：

SOURCE —— 这种注解保留在源代码级别，编译时就会被忽略

CLASS —— 这种注解编译时被保留，在class文件中存在，但JVM将会忽略

RUNTIME —— 这种注解将被JVM保留，利用反射机制可以获取并使用。

• @Target

@Target注解表明该注解作用的范围。包括package、method、field、构造方法、成员变量、枚举值等属性。

• @Inherited

@Inherited注解表明该注解是否影响子类。如果定义的注解上使用了@Inherited标记，则使用该注解的某个父类，它的子类默认继承所有的属性

现在我们定义自己的一个注解@CronScheduled

CronScheduled注解上用了三个默认的注解，@interface表明这是一个注解（注意不是接口）。同时我们定义了cron和desc两个属性。这就是一个完整的注解，我们再看怎么使用它。

我们假设一个业务场景：我们的业务中很多个定时任务，这些定时任务我们手动实现了线程池维护并调度这些方法。那在线程池中我们怎么获取那些方法是定时任务呢？这就是自定义注解的作用。我们在synCreative的方法上使用了我们自定义的注解，目的就是让调度的线程池可以发现它。具体的实现看下面代码：

我们循环遍历所有的定时任务方法，并获取方法上的注解，如果方法上有CronScheduled的注解，说明该方法就是定时任务的方法，同时，获取注解上的cron属性值，设定执行任务的周期。

至此，我们就完成了一个自定义的注解。

5、注解用例

注释功能非常强大，Spring和Hibernate之类的框架将注解广泛用于日志记录和验证，在Servlet规范3.0中，引入了许多注解，尤其是与Servlet安全性相关的注释。让我们看看一些常见的注解。

• HandlesTypes 用于声明传递给的应用程序类的数组ServletContainerInitializer。

• HttpConstraint 被使用来代表应用于所有HTTP协议方法的安全限制

• HttpMethodConstraint 特定的安全约束可以应用于不同的请求类型

• MultipartConfig 声明它的Servlet希望使用multipart / form-data MIME类型进行请求。

• ServletSecurity 在Servlet实现类上声明此注解，以对HTTP协议请求强制实施安全性约束。

• WebFilter 用于声明Servlet过滤器的注解。

• WebInitParam 用于在WebFilter或WebServlet上声明初始化参数。

• WebListener 在给定的Web应用程序上下文中用于声明各种事件的侦听器。

• WebServlet 用于声明Servlet的配置。