Java与元数据

元数据是关于数据的数据。在编程语言上下文中，元数据是添加到程序元素如方法、字段、类和包上的额外信息。

元数据的作用

•   一般来说，元数据可以用于创建文档，跟踪代码中的依赖性，执行编译时检查，代码分析。
• 元数据还可用于协助程序元素与框架或者EJB、EMF 和 TestNG这样的工具之间的通信。EJB 3.0就广泛地应用了Java元数据，通过元数据来实现声明性请求企业服务，依赖性以及资源注入，消除了严格的EJB组件模型约束，并且取代了复杂的XML配置文件。
• 元数据甚至使我们可以不用修改核心语言，就能够在 Java 语言中添加新功能，使核心语言成为一种开放式语言。在纯面向对象的语言中实现AOP就是使用元数据进行语言扩展的一个很好的例子。AspectWerkz、JBoss AOP以及AspectJ5 使用元数据将类的语义转换为一个aspect、将数据字段转换为一个pointcut、将方法转换为一个advice，等等。

Java平台的元数据

Java 元数据（Annotation）是 J2SE 5.0 （研发历时近三年，于2004年9月30日正式发布，代号为“Tiger”)新增加的功能之一，它在JSR-175规范中有详细定义。该机制允许在 Java 代码中添加自定义注释，并允许通过反射（reflection），以编程方式访问元数据注释。通过提供为程序元素附加额外数据的标准方法，元数据功能具有简化和改进许多应用程序开发领域的潜在能力，其中包括配置管理、框架实现和代码生成。

 

Annotation不直接影响程序的语义。然而，开发和部署工具可以读取这些注释，并以某种形式处理这些注释，可能生成其他 Java源程序、XML配置文件或者要与包含注释的程序一起使用的其他组件，从而影响运行状态的程序的语义。注释可以从源代码中读取，从编译后的.class文件中读取，也可以通过反射机制在运行时读取。

 

Annotation具有以下的一些特点：

•  元数据以标签的形式存在于Java代码中。 
•  元数据描述的信息是类型安全的，即元数据内部的字段都是有明确类型的。 
•  元数据需要编译器之外的工具额外的处理用来生成其它的程序部件。 
•   元数据可以只存在于Java源代码级别，也可以存在于编译之后的Class文件内部。

事实上，早在JDK5.0推出语言级的元数据机制Annotation以前，就一直存在对元数据的需求。但是由于没有提供表达元数据的标准机制，出现了各种解决方案。下面罗列了一些例子

•  transient 关键字 
•  Serializable 标记接口
•  xml 部署描述文件 
• manifest.mf 文件    
• Javadoc 标记（将文档直接写在源程序里，极大的方便了文档的编写）
•  XDoclet（使用类似于JavaDoc的语法撰写描述信息，并使用工具生成描述文件）

这些方法都存在一定的局限性，比如使用关键字不具有扩展性，用户自定义新的关键字；标记接口没有提供额外的信息，它们不能带有参数，并且只能处理类，而不能处理字段或方法或包。Javadoc和XDoclet标记不会被编译器检查。

 

最后，我们再详细的对比一下Annotation和XML部署描述文件的优劣

• XML配置文件与代码文件分离，不利于一致性维护，缺乏在运行时的反射机制。而Annotation与代码一起被编译器处理，并能够在运行时访问。
• 通常XML配置文件都很复杂而且冗长，为了配置代码，XML文件必须复制许多信息：比如代码中类名字和方法名字。Java注释则不同，它是代码的一部分，不需要额外的引用就可以指明配置信息。
• XML配置文件是文本文件，没有显式的类型支持，需要到运行时刻才能发现隐藏的错误。而Annotation是类型安全的，它会被编译器检查。  
• XML文件可以表达复杂的关系，但是在注释中我们却很难表达复杂的或层次的结构。
•  XML配置文件是在代码之外被单独处理的，也就是说基于XML的配置信息不是硬编码的，可以部署的时候进行修改。而修改Annotation则需要进行重新编译，不过我们可以利用AOP提供的机制为已有的代码添加Annotation。通过部署不同的AOP模块，就能使代码具有不同的Annotation，但比起直接修改XML显得复杂。

总而言之，注释是简单易用的，并且对大多数应用来说已经足够了。而XML文件更复杂，但具有部署的灵活性，因而被用来处理与部署相关的决策。注释与XML配置文件可以一起使用。由于注释只能保存相当少的配置信息，只有预先集成的框架组件（类似在框架组件中已经完成了大多数预备工作）可以广泛地把注释作为配置选项。而XML配置文件作为一个可选的重载机制，可以用于改变注释的默认行为。