注解【元数据，自定义注解等概念详解】（超简单的好吧）

注解的释义

我们都知道注释是拿来给程序员看的，而注解就是给程序（或者说JVM）看的。

注解（Annotation）是代码级别的说明，它是JDK 1.5及以后版本引入的一个特性，与类、接口、枚举是在同一个层次。注解是Java语言中的一种元数据形式，它可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面，用来对这些元素进行说明。

元数据的含义

在Java中，元数据的含义是指描述Java类、接口、字段和方法等元素的数据。这些数据提供了关于Java程序元素的额外信息，可以用于反射、注解处理、代码生成等场景。通过元数据，我们可以在运行时获取和操作程序元素的属性、注解等信息，从而实现更灵活和动态的编程能力。

基础阶段常见的注解

我们在基础阶段常见的注解并没有多少，很少用到复杂注解，

注解	Value
@Override（重写或者覆盖）	一般放在方法前面，表示方法在子类中重写了超类中的方法
@Deprecated	可放在类、方法或字段前面，表示一个类、方法或字段已经过时了，不应该再使用
@SuppressWarnings	一般放在程序代码靠前位置，抑制编译器产生的警告，这个注解后面有大括号是可以传参的，一般图方便就是写个“all”
@Native	一般放在方法前面，指示一个方法是native方法，即由本地代码实现的方法
@Test	一般用于测试，可以不用启动整个项目就能调用部分代码

注解的作用（包括但不限于）

标记检查：

注解可以用来标记一些需要被检查的代码，以便进行静态检查或动态检查。

代码生成：

注解可以被用来生成代码，如JUnit注解可以根据测试方法定义生成测试用例。

生成文档：

特定的注解可以用来生成对应文档，例子是在注释里的注解

拿最后一个举个例子
编写一个演示类

package budiu.budiu;

/**
 * 这是一个名字为DocDemo的类
 *
 * @Author:罗不丢
 * @Version:1.0
 */

public class DocDemo {
    /**
     * @param  name
     * @return java.lang.String
     **/
    public String play (String name){
        return name+"正在玩";
    }
}

注意编码格式别搞错，有中文的把UTF-8换成GBK

用javadoc命令生成文档

就会生成一堆的前端文件，可以当做文档查看

教你读懂注解内部代码内容

在想要了解注解的内部代码，我们要先了解五种元注解（元注解的意思是注解的最基本组成部分，任何注解都要由它们组成）

五种元注解

@Retention：
它只有一个参数：RetentionPolicy，用于指定注解的生命周期。
这个参数有三个可能的值：
RetentionPolicy.SOURCE（注解仅在源代码中存在，编译时会被丢弃），
RetentionPolicy.CLASS（注解在编译时会被保留，在JVM中运行时不可见）
RetentionPolicy.RUNTIME（注解在运行时还会存在，可以通过反射机制读取它的信息）。

@Target：
它有一个参数：ElementType，用于指定注解可以应用到的Java元素类型。
例如，方法可以被注解，字段可以被注解，甚至注解本身也可以被注解。
ElementType包含多种可能的值，如ElementType.METHOD，ElementType.FIELD，ElementType.ANNOTATION_TYPE等。

@Documented：
这个元注解没有参数。它的作用是表示使用该注解的注解信息能够被javadoc或类似工具文档化。

@Inherited：
这个元注解也没有参数。表示被它修饰的注解具有继承性,即如果一个类声明了被@Inherited修饰的注解,那么它的子类也将具有这个注解。
注意：不是注解继承父注解，而是子类继承父类里的注解。

@Repeatable：
这个元注解是Java 1.8引入的，它表示一个注解可以被重复使用在一个声明上。它有一个参数，这个参数是用来定义该注解的“容器”注解类型，用于存储重复注解的数据。(还没怎么了解过)

尝试解读简单注解

这里以最简单的@Override注解（JDK1.8版本）为引入

/*
 * Copyright (c) 2003, 2013, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
 * ORACLE PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.
 */

package java.lang;

import java.lang.annotation.*;

/**
 * Indicates that a method declaration is intended to override a
 * method declaration in a supertype. If a method is annotated with
 * this annotation type compilers are required to generate an error
 * message unless at least one of the following conditions hold:
 * 指示方法声明旨在重写
 * 超类型中的方法声明。如果方法被注释
 *需要此注释类型编译器才能生成错误
 *消息，除非至少满足以下条件之一：
 *
 *
 * 

 * The method does override or implement a method declared in a
 * supertype.
 * 该方法会重写或实现在
 * 超类型。
 * 

 * The method has a signature that is override-equivalent to that of
 * any public method declared in {@linkplain Object}.
 * 该方法具有覆盖等效于
 * 在 {@linkplain Object} 中声明的任何公共方法。
 * 
 *
 * @author  Peter von der Ahé
 * @author  Joshua Bloch
 * @jls 9.6.1.4 @Override
 * @since 1.5
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

除去注释后，代码并不算长，我们只需要了解三行，

@Target(ElementType.METHOD):
这是一个元注解，它用来指明Override注解可以用在什么地方。在这个例子中，它表示Override只能用在方法上。ElementType.METHOD表示这个注解的目标是方法。

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE):
这是另一个元注解，用来指明注解的保留策略。这里指定的是RetentionPolicy.SOURCE，意味着这个注解只保留在源代码中，编译成.class文件时它将被丢弃。也就是说，这个注解在运行时是不可见的。

public @interface Override:
这定义了一个名为Override的注解接口。@interface是用来声明一个注解的关键字。这个接口是公开的（public），意味着它可以被任何人访问。

再试着解读一个

/**
 * Indicates that the named compiler warnings should be suppressed in the
 * annotated element (and in all program elements contained in the annotated
 * element).  Note that the set of warnings suppressed in a given element is
 * a superset of the warnings suppressed in all containing elements.  For
 * example, if you annotate a class to suppress one warning and annotate a
 * method to suppress another, both warnings will be suppressed in the method.


 * 表示应在
 * 带注释的元素（以及包含在带注释的
 * 元素）。 请注意，给定元素中禁止显示的警告集是
 * 在所有包含元素中禁止显示的警告的超集。 为
 * 例如，如果您对一个类进行注释以禁止显示一个警告并注释一个警告
 * 方法来抑制另一个，两个警告都会在该方法中被禁止。
 *
 *
 * 
As a matter of style, programmers should always use this annotation
 * on the most deeply nested element where it is effective.  If you want to
 * suppress a warning in a particular method, you should annotate that
 * method rather than its class.
 *

 *作为风格问题，程序员应该始终使用此注解
 * 在最深嵌套的元素上，它有效。 如果你想
 * 在特定方法中禁止警告，您应该注释
 * 方法而不是它的类。


 * @author Josh Bloch
 * @since 1.5
 * @jls 4.8 Raw Types
 * @jls 4.12.2 Variables of Reference Type
 * @jls 5.1.9 Unchecked Conversion
 * @jls 5.5.2 Checked Casts and Unchecked Casts
 * @jls 9.6.3.5 @SuppressWarnings
 */
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {
    /**
     * The set of warnings that are to be suppressed by the compiler in the
     * annotated element.  Duplicate names are permitted.  The second and
     * successive occurrences of a name are ignored.  The presence of
     * unrecognized warning names is not an error: Compilers must
     * ignore any warning names they do not recognize.  They are, however,
     * free to emit a warning if an annotation contains an unrecognized
     * warning name.
     *
     * 
 The string {@code "unchecked"} is used to suppress
     * unchecked warnings. Compiler vendors should document the
     * additional warning names they support in conjunction with this
     * annotation type. They are encouraged to cooperate to ensure
     * that the same names work across multiple compilers.
     * @return the set of warnings to be suppressed
     */
    String[] value();
}

这个注解是Java的@SuppressWarnings注解，它的定义解释了它的功能和用法。现在，我们来详细解读一下这个注解：

@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})：
这是@SuppressWarnings注解的元注解，指明了它可以用于什么类型的Java元素。具体来说，它可以用于类、字段、方法、参数、构造器和局部变量。它的作用范围非常广泛。

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)：
这个元注解表示@SuppressWarnings注解的保留策略是SOURCE，也就是说它仅在源代码中存在，编译时会被丢弃。因此，这个注解不会影响运行时的行为。

public @interface SuppressWarnings：
这定义了名为SuppressWarnings的注解。当开发者想要抑制编译器产生的某些警告时，可以使用这个注解。

String[] value();：
这是@SuppressWarnings注解的唯一 一个元素。它是一个字符串数组，表示要抑制的警告的名称。例如，如果你想要抑制未经检查的转换警告，你可以使用"unchecked"字符串。编译器会忽略这些特定的警告。需要注意的是，这里提到编译器应该忽略它们不认识的警告名称，但是也可以自由选择在遇到不识别的警告名称时发出警告。

我当时的疑惑点

在解读SuppressWarnings注解时，为什么最后一段的大括号里就定义了一个字符串数组，一点逻辑都看不出来，要按照之前的思维来说，它怎么识别到字符串并判断抑制特定警告的，不应该有一些内部方法来完成吗？

其实在Java编译器中，当解析和处理Java代码时，会检查代码上的注解。当编译器遇到@SuppressWarnings注解时，它会查看注解中的value数组，这些值表示需要抑制的警告类型。

编译器内部会有一个警告名称与警告类型的映射逻辑。当编译器遇到特定的代码模式或情况时，它会生成相应的警告。当存在@SuppressWarnings注解时，编译器会检查生成的警告名称是否匹配注解中指定的名称，如果匹配，则不会将该警告显示给开发者。

需要注意的是，这个匹配和抑制逻辑是由编译器实现的，而不是由注解本身实现的。不同的编译器可能会对@SuppressWarnings注解中的警告名称有不同的处理方式，但通常都会遵循Java语言规范中定义的行为。

虽然@SuppressWarnings注解本身只是一个标记，但通过编译器的逻辑处理，它能够实现警告的抑制功能。

所以我们不太需要关注注解的逻辑，就单纯把它理解成一种给编译器识别的标识符号就好。

自定义注解

除了官方提供的注解，我们也可以自定义注解，并使用自定义注解。
自定义注解的一些规范：
注解定义：

注解使用@interface关键字进行定义。

元注解：

为你的自定义注解提供元注解，特别是@Target和@Retention，以明确你的注解的用途和生命周期。

成员变量：

注解中的成员变量代表注解的参数。这些成员变量只能是基本类型、String、Class、枚举类型、注解类型，或者这些类型的数组。

默认值：

为注解的成员变量提供一个默认值。

命名规范：

注解的名称应该是描述性的，并且应该使用名词。同时，为了避免混淆，建议为注解名称加上一个特定的前缀。

自定义注解举例

自定义注解的例子——@RepeatableHint。这个注解的目的是给开发者提供一个可重复的提示信息。

首先，定义 Hint 注解：

import java.lang.annotation.*;  
  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  //会保留到运行时阶段
@Target(ElementType.TYPE)  //限制使用范围是类，枚举，接口
public @interface Hint {  
    String value();  
}

接着，定义 RepeatableHint 注解：

import java.lang.annotation.*;  
  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  //会保留到运行时阶段
@Target(ElementType.TYPE)  //限制使用范围是类，枚举，接口
public @interface RepeatableHint {  
    Hint[] hints() default {};  //算是个嵌套吧，但底层仍是字符串数组
}

注意这里 RepeatableHint 注解中定义了一个名为 hints 的成员，它的类型是 Hint[]，默认值为空数组。这样就可以在使用 RepeatableHint 注解时，重复使用 Hint 注解。

然后在需要的类或者接口或枚举类上使用这些注解：

@RepeatableHint(hints={
        @Hint("这是一个测试类的提示1"),
        @Hint("提示2")
})
public class TestClass {  
      
    public static void main(String[] args) {  
        // 获取TestClass的Class对象  
        Class<TestClass> testClass = TestClass.class;  
          
        // 判断TestClass是否带有RepeatableHint注解  
        if (testClass.isAnnotationPresent(RepeatableHint.class)) {  
            // 获取RepeatableHint注解对象  
            RepeatableHint repeatableHint = testClass.getAnnotation(RepeatableHint.class);  
              
            // 获取所有的Hint注解对象  
            Hint[] hints = repeatableHint.hints();  
              
            // 遍历并打印所有的提示信息  
            for (Hint hint : hints) {  
                System.out.println(hint.value());  
            }  
        }  
    }  
}

在处理这些注解时，可以通过反射获取到所有的 Hint 注解，并对其进行处理。例如，可以在程序启动时，通过解析这些注解，将提示信息打印到日志中或者进行其他处理。

注解的原理

注解的原理基于Java的反射机制。

注解本质：
注解本质上是一个接口，它继承了java.lang.annotation.Annotation接口。当我们定义一个注解时，实际上定义了一个新的接口。

动态代理：
当我们通过反射获取注解时，返回的对象实际上是Java运行时生成的动态代理对象。这意味着我们调用注解的方法时，实际上是在调用动态代理对象上的方法。

AnnotationInvocationHandler：
这是Java内部用于处理注解调用的一个类。当我们通过动态代理对象调用注解的方法时，最终会调用AnnotationInvocationHandler的invoke方法。这个方法会从一个叫做memberValues的Map中索引出对应的值。

memberValues的来源：
memberValues中的数据来源于Java的常量池。这就是为什么我们可以在注解中定义一些常量，然后这些常量的值会被存储在Java的常量池中。

元注解的角色：
元注解如@Retention, @Target等，它们的作用是描述注解的特性。例如，@Retention定义了注解的生命周期，@Target定义了注解可以应用的目标。

运行时处理：
大部分注解的处理都是在运行时完成的。例如，框架可能会在运行时扫描某个特定的注解，并根据该注解的属性修改框架的行为。

总的来说，注解提供了一种元编程的方式。我们可以在不改变原有代码逻辑的情况下，通过添加注解来改变代码在编译后或者运行时的行为。而这一切都是基于Java的反射机制以及动态代理技术实现的。

总结

虽然注解在Java SE阶段用的很少，但在框架学习中，比如SpringBoot中将会成为常客，我们也会从面向对象编程逐渐转化为面向注解编程。