Annotation 中文譯過來就是注解、標釋的意思，在 Java 中注解是一個很重要的知識點，但經常還是有點讓新手不容易理解。

文檔翻譯的真生硬？如何怎解注解 ？

我個人認為，比較糟糕的技術文檔主要特征之一就是：用專業(yè)名詞來介紹專業(yè)名詞。

Java 注解用于為 Java 代碼提供元數據。作為元數據，注解不直接影響你的代碼執(zhí)行，但也有一些類型的注解實際上可以用于這一目的。Java 注解是從 Java5 開始添加到 Java 的。

這是大多數網站上對于 Java 注解，解釋確實正確，但是說實在話，我第一次學習的時候，頭腦一片空白。這什么鬼東西？聽了像沒聽一樣。概念太過于抽象，初學者實在是比較吃力才能夠理解，然后隨著自己開發(fā)過程中不斷地強化練習，才會慢慢對它形成正確的認識。

如何讓自己或者讓讀者能夠比較直觀地認識注解這個概念？是要去官方文檔上翻譯說明嗎？我馬上否定了這個答案。

初學者可以這樣理解注解：想像代碼具有生命，注解就是對于代碼中某些鮮活個體的貼上去的一張標簽。簡化來講，注解如同一張標簽。

在未開始學習任何注解具體語法而言，你可以把注解看成一張標簽。這有助于你快速地理解它的大致作用。如果初學者在學習過程有大腦放空的時候，請不要慌張，對自己說：

注解如同標簽

因為平常開發(fā)少見，相信有不少的人員會認為注解的地位不高。其實同 classs 和 interface 一樣，注解也屬于一種類型。它是在 Java SE 5.0 版本中開始引入的概念。

注解的定義

注解通過 @interface關鍵字進行定義

public @interface TestAnnotation {
}

它的形式跟接口很類似，不過前面多了一個 @ 符號。上面的代碼就創(chuàng)建了一個名字為 TestAnnotaion 的注解。

你可以簡單理解為創(chuàng)建了一張名字為 TestAnnotation 的標簽

注解的應用

上面創(chuàng)建了一個注解，那么注解的的使用方法是什么呢。

@TestAnnotation
public class Test {
}

創(chuàng)建一個類 Test,然后在類定義的地方加上 @TestAnnotation 就可以用 TestAnnotation 注解這個類了。

你可以簡單理解為將 TestAnnotation 這張標簽貼到 Test 這個類上面。

不過，要想注解能夠正常工作，還需要介紹一下一個新的概念那就是元注解。

元注解

元注解是什么意思呢？

元注解是可以注解到注解上的注解，或者說元注解是一種基本注解，但是它能夠應用到其它的注解上面。

如果難于理解的話，你可以這樣理解。元注解也是一張標簽，但是它是一張?zhí)厥獾臉撕?，它的作用和目的就是給其他普通的標簽進行解釋說明的。

元標簽有 @Retention、@Documented、@Target、@Inherited、@Repeatable 5 種。

@Retention

Retention 的英文意為保留期的意思。當 @Retention 應用到一個注解上的時候，它解釋說明了這個注解的的存活時間。

它的取值如下：

• RetentionPolicy.SOURCE 注解只在源碼階段保留，不再字節(jié)碼文件中保留。
• RetentionPolicy.CLASS 注解在源碼和字節(jié)碼文件中保留，它不會被加載到 JVM 中。
• RetentionPolicy.RUNTIME 注解在源碼和字節(jié)碼文件中保留，它會被加載進入到 JVM 中，所以在程序運行時可以獲取到它們。

我們可以這樣的方式來加深理解，@Retention 去給一張標簽解釋的時候，它指定了這張標簽張貼的時間。@Retention 相當于給一張標簽上面蓋了一張時間戳，時間戳指明了標簽張貼的時間周期。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {
}

上面的代碼中，我們指定 TestAnnotation 在源碼和字節(jié)碼文件中保留，程序運行期間可以獲取此注解。

@Documented
顧名思義，這個元注解肯定是和文檔有關。它的作用是能夠將注解中的元素包含到 Javadoc 中去。

@Target
Target 是目標的意思，@Target 指定了注解運用的地方。
你可以這樣理解，當一個注解被 @Target 注解時，這個注解就被限定了運用的場景。

類比到標簽，原本標簽是你想張貼到哪個地方就到哪個地方，但是因為 @Target 的存在，它張貼的地方就非常具體了，比如只能張貼到方法上、類上、屬性上、方法參數上等等。@Target 有下面的取值

• ElementType.TYPE 可以給一個類型進行注解，比如類、接口、枚舉
• ElementType.FIELD 可以給屬性進行注解
• ElementType.LOCAL_VARIABLE 可以給局部變量進行注解
• ElementType.METHOD 可以給方法進行注解
• ElementType.PACKAGE 可以給一個包進行注解
• ElementType.PARAMETER 可以給一個方法內的參數進行注解
• ElementType.ANNOTATION_TYPE 可以給一個注解進行注解
• ElementType.CONSTRUCTOR 可以給構造方法進行注解

@Inherited
Inherited 是繼承的意思，但是它并不是說注解本身可以繼承，而是說如果一個父類被 @Inherited 的話，如果它的子類沒有被任何注解應用的話，那么這個子類就繼承了父類的注解。說的比較抽象。代碼來解釋。

@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Test {}

@Test
public class A {}

public class B extends A {}

注解 Test 被 @Inherited 修飾，之后類 A 被 Test 注解，類 B 繼承 A,類 B 也擁有 Test 這個注解。

可以這樣理解：

老子非常有錢，所以人們給他貼了一張標簽叫做富豪。

老子的兒子長大后，只要沒有和老子斷絕父子關系，雖然別人沒有給他貼標簽，但是他自然也是富豪。

老子的孫子長大了，自然也是富豪。

這就是人們口中戲稱的富一代，富二代，富三代。雖然叫法不同，好像好多個標簽，但其實事情的本質也就是他們有一張共同的標簽，也就是老子身上的那張富豪的標簽。

@Repeatable
Repeatable 自然是可重復的意思。@Repeatable 是 Java 1.8 才加進來的，所以算是一個新的特性。

什么樣的注解會多次應用呢？通常是注解的值可以同時取多個。

舉個例子，一個人他既是程序員又是產品經理,同時他還是個畫家。

@Repeatable(Persons.class)
@interface Person{
    String role default "";
}

@interface Persons {
    Person[]  value();
}

@Person(role="artist")
@Person(role="coder")
@Person(role="PM")
public class SuperMan{
    
}

注意上面的代碼，@Repeatable 注解了 Person。而 @Repeatable 后面括號中的類相當于一個容器注解。

什么是容器注解呢？就是用來存放其它注解的地方。它本身也是一個注解。

我們再看看代碼中的相關容器注解。

@interface Persons {
    Person[]  value();
}

按照規(guī)定，它里面必須要有一個 value 的屬性，屬性類型是一個被 @Repeatable 注解過的注解數組，注意它是數組。

如果不好理解的話，可以這樣理解。Persons 是一張總的標簽，上面貼滿了 Person 這種同類型但內容不一樣的標簽。把 Persons 給一個 SuperMan 貼上，相當于同時給他貼了程序員、產品經理、畫家的標簽。

我們可能對于 @Person(role=“PM”) 括號里面的內容感興趣，它其實就是給 Person 這個注解的 role 屬性賦值為 PM ，大家不明白正常，馬上就講到注解的屬性這一塊。

注解的屬性

注解的屬性也叫做成員變量。注解只有成員變量，沒有方法。注解的成員變量在注解的定義中以“無形參的方法”形式來聲明，其方法名定義了該成員變量的名字，其返回值定義了該成員變量的類型。

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {
    int id();
    String msg();
}

上面代碼定義了 TestAnnotation 這個注解中擁有 id 和 msg 兩個屬性。在使用的時候，我們應該給它們進行賦值。

賦值的方式是在注解的括號內以 value="" 形式，多個屬性之前用 ，隔開。

@TestAnnotation(id=3,msg="hello annotation")
public class Test {

}

需要注意的是，在注解中定義屬性時它的類型必須是 8 種基本數據類型外加 類、接口、注解及它們的數組。

注解中屬性可以有默認值，默認值需要用 default 關鍵值指定。比如：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestAnnotation {
    
    public int id() default -1;
    
    public String msg() default "Hi";

}

TestAnnotation 中 id 屬性默認值為 -1，msg 屬性默認值為 Hi。
它可以這樣應用。

@TestAnnotation()
public class Test {}

因為有默認值，所以無需要再在 @TestAnnotation 后面的括號里面進行賦值了，這一步可以省略。

另外，還有一種情況。如果一個注解內僅僅只有一個名字為 value 的屬性時，應用這個注解時可以直接把屬性值填寫到括號內。

public @interface Check {
    String value();
}

上面代碼中，Check 這個注解只有 value 這個屬性。所以可以這樣應用。

@Check("hi")
int a;

這和下面的效果是一樣的

@Check(value="hi")
int a;

最后，還需要注意的一種情況是一個注解沒有任何屬性。比如

public @interface Perform {}

那么在應用這個注解的時候，括號都可以省略。

@Perform
public void testMethod(){}

Java 預置的注解

學習了上面相關的知識，我們已經可以自己定義一個注解了。其實 Java 語言本身已經提供了幾個現成的注解。

@Deprecated

這個元素是用來標記過時的元素，想必大家在日常開發(fā)中經常碰到。編譯器在編譯階段遇到這個注解時會發(fā)出提醒警告，告訴開發(fā)者正在調用一個過時的元素比如過時的方法、過時的類、過時的成員變量。

public class Hero {
    @Deprecated
    public void say(){
        System.out.println("Noting has to say!");
    }
    
    public void speak(){
        System.out.println("I have a dream!");
    }
}

定義了一個 Hero 類，它有兩個方法 say() 和 speak() ，其中 say() 被 @Deprecated 注解。然后我們在 IDE 中分別調用它們。

........

可以看到，say() 方法上面被一條直線劃了一條，這其實就是編譯器識別后的提醒效果。

@Override

這個大家應該很熟悉了，提示子類要復寫父類中被 @Override 修飾的方法

@SuppressWarnings

阻止警告的意思。之前說過調用被 @Deprecated 注解的方法后，編譯器會警告提醒，而有時候開發(fā)者會忽略這種警告，他們可以在調用的地方通過 @SuppressWarnings 達到目的。

@SuppressWarnings("deprecation")
public void test1(){
    Hero hero = new Hero();
    hero.say();
    hero.speak();
}

@SafeVarargs

參數安全類型注解。它的目的是提醒開發(fā)者不要用參數做一些不安全的操作,它的存在會阻止編譯器產生 unchecked 這樣的警告。它是在 Java 1.7 的版本中加入的。

@SafeVarargs // Not actually safe!
    static void m(List<String>... stringLists) {
    Object[] array = stringLists;
    List<Integer> tmpList = Arrays.asList(42);
    array[0] = tmpList; // Semantically invalid, but compiles without warnings
    String s = stringLists[0].get(0); // Oh no, ClassCastException at runtime!
}

上面的代碼中，編譯階段不會報錯，但是運行時會拋出 ClassCastException 這個異常，所以它雖然告訴開發(fā)者要妥善處理，但是開發(fā)者自己還是搞砸了。

Java 官方文檔說，未來的版本會授權編譯器對這種不安全的操作產生錯誤警告。

@FunctionalInterface

函數式接口注解，這個是 Java 1.8 版本引入的新特性。函數式編程很火，所以 Java 8 也及時添加了這個特性。

函數式接口 (Functional Interface) 就是一個具有一個方法的普通接口。

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p>
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

我們進行線程開發(fā)中常用的 Runnable 就是一個典型的函數式接口，上面源碼可以看到它就被 @FunctionalInterface 注解。

可能有人會疑惑，函數式接口標記有什么用，這個原因是函數式接口可以很容易轉換為 Lambda 表達式。這是另外的主題了，有興趣的同學請自己搜索相關知識點學習。

注解的提取

前面部分講了注解的基本語法，現在是時候檢測我們所學的內容了。

我們用標簽來比作注解，前面的內容是講怎么寫注解，然后貼到哪個地方去，而現在我們要做的工作就是檢閱這些標簽內容。 形象的比喻就是你把這些注解標簽在合適的時候撕下來，然后檢閱上面的內容信息。

要想正確檢閱注解，離不開一個手段，那就是反射。

注解與反射

注解通過反射獲取。首先可以通過 Class 對象的 isAnnotationPresent() 方法判斷它是否應用了某個注解

public boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) {}

然后通過 getAnnotation() 方法來獲取 Annotation 對象。

 public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass) {}

或者是 getAnnotations() 方法。

public Annotation[] getAnnotations() {}

前一種方法返回指定類型的注解，后一種方法返回這個元素上的所有注解。

如果獲取到的 Annotation 如果不為 null，則就可以調用它們的屬性了。比如

@TestAnnotation()
public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        boolean hasAnnotation = Test.class.isAnnotationPresent(TestAnnotation.class);
        
        if ( hasAnnotation ) {
            TestAnnotation testAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);
            
            System.out.println("id:"+testAnnotation.id());
            System.out.println("msg:"+testAnnotation.msg());
        }

    }

}

程序的運行結果是：

id:-1
msg:

這個正是 TestAnnotation 中 id 和 msg 的默認值。

上面的例子中，只是檢閱出了注解在類上的注解，其實屬性、方法上的注解照樣是可以的。同樣還是反射。

@TestAnnotation(msg="hello")
public class Test {
    
    @Check(value="hi")
    int a;
    
    @Perform
    public void testMethod(){}
    
    
    @SuppressWarnings("deprecation")
    public void test1(){
        Hero hero = new Hero();
        hero.say();
        hero.speak();
    }


    public static void main(String[] args) {
        
        boolean hasAnnotation = Test.class.isAnnotationPresent(TestAnnotation.class);
        
        if ( hasAnnotation ) {
            TestAnnotation testAnnotation = Test.class.getAnnotation(TestAnnotation.class);
            //獲取類的注解
            System.out.println("id:"+testAnnotation.id());
            System.out.println("msg:"+testAnnotation.msg());
        }
        
        
        try {
            Field a = Test.class.getDeclaredField("a");
            a.setAccessible(true);
            //獲取一個成員變量上的注解
            Check check = a.getAnnotation(Check.class);
            
            if ( check != null ) {
                System.out.println("check value:"+check.value());
            }
            
            Method testMethod = Test.class.getDeclaredMethod("testMethod");
            
            if ( testMethod != null ) {
                // 獲取方法中的注解
                Annotation[] ans = testMethod.getAnnotations();
                for( int i = 0;i < ans.length;i++) {
                    System.out.println("method testMethod annotation:"+ans[i].annotationType().getSimpleName());
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getMessage());
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getMessage());
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

id:-1
msg:hello
check value:hi
method testMethod annotation:Perform

需要注意的是，如果一個注解要在運行時被成功提取，那么 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 是必須的。

注解的使用場景
我相信博文講到這里大家都很熟悉了注解，但是有不少同學肯定會問，注解到底有什么用呢？

對啊注解到底有什么用？

我們不妨將目光放到 Java 官方文檔上來。

文章開始的時候，我們用標簽來類比注解。但標簽比喻只是手段，而不是目的。為的是讓大家在初次學習注解時能夠不被那些抽象的新概念搞懵。既然現在，我們已經對注解有所了解，我們不妨再仔細閱讀官方最嚴謹的文檔。

注解是一系列元數據，它提供數據用來解釋程序代碼，但是注解并非是所解釋的代碼本身的一部分。注解對于代碼的運行效果沒有直接影響。

注解有許多用處，主要如下：

• 提供信息給編譯器： 編譯器可以利用注解來探測錯誤和警告信息
• 編譯階段時的處理： 軟件工具可以用來利用注解信息來生成代碼、Html文檔或者做其它相應處理。
• 運行時的處理： 某些注解可以在程序運行的時候接受代碼的提取

值得注意的是，注解不是代碼本身的一部分。

如果難于理解，可以這樣看。標簽只是某些人對于其他事物的評價，但是標簽不會改變事物本身，標簽只是特定人群的手段。所以，注解同樣無法改變代碼本身，注解只是某些工具的的工具。

還是回到官方文檔的解釋上，注解主要針對的是編譯器和其它工具軟件(SoftWare tool)。

當開發(fā)者使用了Annotation 修飾了類、方法、Field 等成員之后，這些 Annotation 不會自己生效，必須由開發(fā)者提供相應的代碼來提取并處理 Annotation 信息。這些提取和處理 Annotation 的代碼統稱為 APT（Annotation Processing Tool)。

現在，我們可以給自己答案了，注解有什么用？給誰用？給 編譯器或者 APT 用的。

總結

• 如果注解難于理解，你就把它類同于標簽，標簽為了解釋事物，注解為了解釋代碼。
• 注解的基本語法，創(chuàng)建如同接口，但是多了個 @ 符號。
• 注解的元注解。
• 注解的屬性。
• 注解主要給編譯器及工具類型的軟件用的。
• 注解的提取需要借助于 Java 的反射技術，反射比較慢，所以注解使用時* 也需要謹慎計較時間成本。