Java 注解（Annotation）

Java 注解（Annotation）又称 Java 标注，是 JDK5.0 引入的一种注释机制。

Java 语言中的类、方法、变量、参数和包等都可以被标注。和 Javadoc 不同，Java 标注可以通过反射获取标注内容。在编译器生成类文件时，标注可以被嵌入到字节码中。Java 虚拟机可以保留标注内容，在运行时可以获取到标注内容。当然它也支持自定义 Java 标注。

网上很多关于 Java Annotation 的文章，看得人眼花缭乱。Java Annotation 本来很简单的，结果说的人没说清楚；弄的看的人更加迷糊。

我按照自己的思路，对 Annotation 进行了整理。理解 Annotation 的关键，是理解 Annotation 的语法和用法，对这些内容，我都进行了详细说明；理解 Annotation 的语法和用法之后，再看 Annotation 的框架图，可能有更深刻体会。废话就说这么多，下面开始对 Annotation 进行说明。若您发现文章中存在错误或不足的地方，希望您能指出！

内置的注解

Java 定义了一套注解，共有 7 个，3 个在 java.lang 中，剩下 4 个在 java.lang.annotation 中。

作用在代码的注解是

@Override - 检查该方法是否是重写方法。如果发现其父类，或者是引用的接口中并没有该方法时，会报编译错误。
@Deprecated - 标记过时方法。如果使用该方法，会报编译警告。
@SuppressWarnings - 指示编译器去忽略注解中声明的警告。

作用在其他注解的注解(或者说元注解)是:

@Retention - 标识这个注解怎么保存，是只在代码中，还是编入class文件中，或者是在运行时可以通过反射访问。
@Documented - 标记这些注解是否包含在用户文档中。
@Target - 标记这个注解应该是哪种 Java 成员。
@Inherited - 标记这个注解是继承于哪个注解类(默认注解并没有继承于任何子类)

从 Java 7 开始，额外添加了 3 个注解:

@SafeVarargs - Java 7 开始支持，忽略任何使用参数为泛型变量的方法或构造函数调用产生的警告。
@FunctionalInterface - Java 8 开始支持，标识一个匿名函数或函数式接口。
@Repeatable - Java 8 开始支持，标识某注解可以在同一个声明上使用多次。

1、Annotation 架构

从中，我们可以看出：

(01) 1 个 Annotation 和 1 个 RetentionPolicy 关联。

可以理解为：每1个Annotation对象，都会有唯一的RetentionPolicy属性。

(02) 1 个 Annotation 和 1~n 个 ElementType 关联。

可以理解为：对于每 1 个 Annotation 对象，可以有若干个 ElementType 属性。

(03) Annotation 有许多实现类，包括：Deprecated, Documented, Inherited, Override 等等。

Annotation 的每一个实现类，都 "和 1 个 RetentionPolicy 关联" 并且 " 和 1~n 个 ElementType 关联"。

下面，我先介绍框架图的左半边(如下图)，即 Annotation, RetentionPolicy, ElementType；然后在就 Annotation 的实现类进行举例说明。

2、Annotation 组成部分

java Annotation 的组成中，有 3 个非常重要的主干类。它们分别是：

Annotation.java

package java.lang.annotation;
public interface Annotation {

  boolean equals(Object obj);

  int hashCode();

  String toString();

Class<? extends Annotation> annotationType();
}

ElementType.java

package java.lang.annotation;

public enum ElementType {
TYPE,   /* 类、接口（包括注释类型）或枚举声明 */

FIELD, /* 字段声明（包括枚举常量） */

METHOD,   /* 方法声明 */

PARAMETER, /* 参数声明 */

CONSTRUCTOR, /* 构造方法声明 */

LOCAL_VARIABLE,   /* 局部变量声明 */

ANNOTATION_TYPE, /* 注释类型声明 */

  PACKAGE     /* 包声明 */
}

RetentionPolicy.java

package java.lang.annotation;
public enum RetentionPolicy {
SOURCE, /* Annotation信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后就没有该Annotation信息了 */

CLASS, /* 编译器将Annotation存储于类对应的.class文件中。默认行为 */

RUNTIME /* 编译器将Annotation存储于class文件中，并且可由JVM读入 */
}

说明：

(01) Annotation 就是个接口。

"每 1 个 Annotation" 都与 "1 个 RetentionPolicy" 关联，并且与 "1～n 个 ElementType" 关联。可以通俗的理解为：每 1 个 Annotation 对象，都会有唯一的 RetentionPolicy 属性；至于 ElementType 属性，则有 1~n 个。

(02) ElementType 是 Enum 枚举类型，它用来指定 Annotation 的类型。

"每 1 个 Annotation" 都与 "1～n 个 ElementType" 关联。当 Annotation 与某个 ElementType 关联时，就意味着：Annotation有了某种用途。例如，若一个 Annotation 对象是 METHOD 类型，则该 Annotation 只能用来修饰方法。

(03) RetentionPolicy 是 Enum 枚举类型，它用来指定 Annotation 的策略。通俗点说，就是不同 RetentionPolicy 类型的 Annotation 的作用域不同。

"每 1 个 Annotation" 都与 "1 个 RetentionPolicy" 关联。

a) 若 Annotation 的类型为 SOURCE，则意味着：Annotation 仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后，该 Annotation 就没用了。例如，" @Override" 标志就是一个 Annotation。当它修饰一个方法的时候，就意味着该方法覆盖父类的方法；并且在编译期间会进行语法检查！编译器处理完后，"@Override" 就没有任何作用了。
b) 若 Annotation 的类型为 CLASS，则意味着：编译器将 Annotation 存储于类对应的 .class 文件中，它是 Annotation 的默认行为。
c) 若 Annotation 的类型为 RUNTIME，则意味着：编译器将 Annotation 存储于 class 文件中，并且可由JVM读入。

这时，只需要记住"每 1 个 Annotation" 都与 "1 个 RetentionPolicy" 关联，并且与 "1～n 个 ElementType" 关联。学完后面的内容之后，再回头看这些内容，会更容易理解。

3、java 自带的 Annotation

理解了上面的 3 个类的作用之后，我们接下来可以讲解 Annotation 实现类的语法定义了。

1）Annotation 通用定义

@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation1 {
}

说明：

上面的作用是定义一个 Annotation，它的名字是 MyAnnotation1。定义了 MyAnnotation1 之后，我们可以在代码中通过 "@MyAnnotation1" 来使用它。其它的，@Documented, @Target, @Retention, @interface 都是来修饰 MyAnnotation1 的。下面分别说说它们的含义：

(01) @interface

使用 @interface 定义注解时，意味着它实现了 java.lang.annotation.Annotation 接口，即该注解就是一个Annotation。

定义 Annotation 时，@interface 是必须的。

注意：它和我们通常的 implemented 实现接口的方法不同。Annotation 接口的实现细节都由编译器完成。通过 @interface 定义注解后，该注解不能继承其他的注解或接口。

(02) @Documented

类和方法的 Annotation 在缺省情况下是不出现在 javadoc 中的。如果使用 @Documented 修饰该 Annotation，则表示它可以出现在 javadoc 中。

定义 Annotation 时，@Documented 可有可无；若没有定义，则 Annotation 不会出现在 javadoc 中。

(03) @Target(ElementType.TYPE)

前面我们说过，ElementType 是 Annotation 的类型属性。而 @Target 的作用，就是来指定 Annotation 的类型属性。

@Target(ElementType.TYPE) 的意思就是指定该 Annotation 的类型是 ElementType.TYPE。这就意味着，MyAnnotation1 是来修饰"类、接口（包括注释类型）或枚举声明"的注解。

定义 Annotation 时，@Target 可有可无。若有 @Target，则该 Annotation 只能用于它所指定的地方；若没有 @Target，则该 Annotation 可以用于任何地方。

(04) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

前面我们说过，RetentionPolicy 是 Annotation 的策略属性，而 @Retention 的作用，就是指定 Annotation 的策略属性。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 的意思就是指定该 Annotation 的策略是 RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着，编译器会将该 Annotation 信息保留在 .class 文件中，并且能被虚拟机读取。

定义 Annotation 时，@Retention 可有可无。若没有 @Retention，则默认是 RetentionPolicy.CLASS。

2）java自带的Annotation

通过上面的示例，我们能理解：@interface 用来声明 Annotation，@Documented 用来表示该 Annotation 是否会出现在 javadoc 中， @Target 用来指定 Annotation 的类型，@Retention 用来指定 Annotation 的策略。

理解这一点之后，我们就很容易理解 java 中自带的 Annotation 的实现类，即 Annotation 架构图的右半边。如下图：

java 常用的 Annotation：

@Deprecated  -- @Deprecated 所标注内容，不再被建议使用。
@Override    -- @Override 只能标注方法，表示该方法覆盖父类中的方法。
@Documented  -- @Documented 所标注内容，可以出现在javadoc中。
@Inherited   -- @Inherited只能被用来标注“Annotation类型”，它所标注的Annotation具有继承性。
@Retention   -- @Retention只能被用来标注“Annotation类型”，而且它被用来指定Annotation的RetentionPolicy属性。
@Target      -- @Target只能被用来标注“Annotation类型”，而且它被用来指定Annotation的ElementType属性。
@SuppressWarnings -- @SuppressWarnings 所标注内容产生的警告，编译器会对这些警告保持静默。

由于 "@Deprecated 和 @Override" 类似，"@Documented, @Inherited, @Retention, @Target" 类似；下面，我们只对 @Deprecated, @Inherited, @SuppressWarnings 这 3 个 Annotation 进行说明。

2.1) @Deprecated

@Deprecated 的定义如下：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Deprecated {
}

说明：

(01) @interface -- 它的用来修饰 Deprecated，意味着 Deprecated 实现了 java.lang.annotation.Annotation 接口；即 Deprecated 就是一个注解。 (02) @Documented -- 它的作用是说明该注解能出现在 javadoc 中。
(03) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) -- 它的作用是指定 Deprecated 的策略是 RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着，编译器会将Deprecated 的信息保留在 .class 文件中，并且能被虚拟机读取。
(04) @Deprecated 所标注内容，不再被建议使用。

例如，若某个方法被 @Deprecated 标注，则该方法不再被建议使用。如果有开发人员试图使用或重写被 @Deprecated 标示的方法，编译器会给相应的提示信息。示例如下:

DeprecatedTest.java

import java.util.Date;
import java.util.Calendar;

public class DeprecatedTest {
  // @Deprecated 修饰 getString1(),表示它是建议不被使用的函数
@Deprecated
  private static void getString1(){
  System.out.println("Deprecated Method");
  }

  private static void getString2(){
  System.out.println("Normal Method");
  }

  // Date是日期/时间类。java已经不建议使用该类了
  private static void testDate() {
  Date date = new Date(113, 8, 25);
  System.out.println(date.getYear());
  }
  // Calendar是日期/时间类。java建议使用Calendar取代Date表示"日期/时间"
  private static void testCalendar() {
  Calendar cal = Calendar.getInstance();
  System.out.println(cal.get(Calendar.YEAR));
  }

  public static void main(String[] args) {
getString1();
getString2();
testDate();
testCalendar();
  }
}

说明：

上面是 eclipse 中的截图，比较类中 "getString1() 和 getString2()" 以及 "testDate() 和 testCalendar()" 。

(01) getString1() 被 @Deprecated 标注，意味着建议不再使用 getString1(); 所以 getString1() 的定义和调用时，都会一横线。这一横线是eclipse() 对 @Deprecated 方法的处理。

getString2() 没有被 @Deprecated 标注，它的显示正常。

(02) testDate() 调用了 Date 的相关方法，而 java 已经建议不再使用 Date 操作日期/时间。因此，在调用 Date的API 时，会产生警告信息，途中的 warnings。

testCalendar() 调用了 Calendar 的 API 来操作日期/时间，java 建议用 Calendar 取代 Date。因此，操作 Calendar 不会产生 warning。

2.2) @Inherited

@Inherited 的定义如下：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Inherited {
}

说明：

(01) @interface -- 它的用来修饰 Inherited，意味着 Inherited 实现了 java.lang.annotation.Annotation 接口；即 Inherited 就是一个注解。
(02) @Documented -- 它的作用是说明该注解能出现在 javadoc 中。
(03) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) -- 它的作用是指定 Inherited 的策略是 RetentionPolicy.RUNTIME。这就意味着，编译器会将 Inherited 的信息保留在 .class 文件中，并且能被虚拟机读取。
(04) @Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE) -- 它的作用是指定 Inherited 的类型是 ANNOTATION_TYPE。这就意味着，@Inherited 只能被用来标注 "Annotation 类型"。
(05) @Inherited 的含义是，它所标注的Annotation将具有继承性。

假设，我们定义了某个 Annotaion，它的名称是 MyAnnotation，并且 MyAnnotation 被标注为 @Inherited。现在，某个类 Base 使用了

MyAnnotation，则 Base 具有了"具有了注解 MyAnnotation"；现在，Sub 继承了 Base，由于 MyAnnotation 是 @Inherited的(具有继承性)，所以，Sub 也 "具有了注解 MyAnnotation"。

@Inherited 的使用示例:

InheritableSon.java

import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Inherited;

/**
* 自定义的Annotation。
*/
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@interface Inheritable
{
}

@Inheritable
class InheritableFather
{
  public InheritableFather() {
  // InheritableBase是否具有 Inheritable Annotation
  System.out.println("InheritableFather:"+InheritableFather.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
  }
}

/**
* InheritableSon 类只是继承于 InheritableFather，
*/
public class InheritableSon extends InheritableFather
{
  public InheritableSon() {
  super();   // 调用父类的构造函数
  // InheritableSon类是否具有 Inheritable Annotation
  System.out.println("InheritableSon:"+InheritableSon.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
  }

  public static void main(String[] args)
  {
InheritableSon is = new InheritableSon();
  }
}

运行结果：

InheritableFather:true
InheritableSon:true

现在，我们对 InheritableSon.java 进行修改：注释掉 "Inheritable 的 @Inherited 注解"。

InheritableSon.java

import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Inherited;

/**
* 自定义的Annotation。
*/
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//@Inherited
@interface Inheritable
{
}

@Inheritable
class InheritableFather
{
  public InheritableFather() {
  // InheritableBase是否具有 Inheritable Annotation
  System.out.println("InheritableFather:"+InheritableFather.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
  }
}

/**
* InheritableSon 类只是继承于 InheritableFather，
*/
public class InheritableSon extends InheritableFather
{
  public InheritableSon() {
  super();   // 调用父类的构造函数
  // InheritableSon类是否具有 Inheritable Annotation
  System.out.println("InheritableSon:"+InheritableSon.class.isAnnotationPresent(Inheritable.class));
  }

  public static void main(String[] args)
  {
InheritableSon is = new InheritableSon();
  }
}

运行结果：

InheritableFather:true
InheritableSon:false

对比上面的两个结果，我们发现：当注解 Inheritable 被 @Inherited 标注时，它具有继承性。否则，没有继承性。

2.3) @SuppressWarnings

@SuppressWarnings 的定义如下：

@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface SuppressWarnings {
    String[] value();
}

说明：

(01) @interface -- 它的用来修饰 SuppressWarnings，意味着 SuppressWarnings 实现了 java.lang.annotation.Annotation 接口；即 SuppressWarnings 就是一个注解。

(02) @Retention(RetentionPolicy.SOURCE) -- 它的作用是指定 SuppressWarnings 的策略是 RetentionPolicy.SOURCE。这就意味着，SuppressWarnings 信息仅存在于编译器处理期间，编译器处理完之后 SuppressWarnings 就没有作用了。

(03) @Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE}) -- 它的作用是指定 SuppressWarnings 的类型同时包括TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE。

TYPE 意味着，它能标注"类、接口（包括注释类型）或枚举声明"。
FIELD 意味着，它能标注"字段声明"。
METHOD 意味着，它能标注"方法"。
PARAMETER 意味着，它能标注"参数"。
CONSTRUCTOR 意味着，它能标注"构造方法"。
LOCAL_VARIABLE 意味着，它能标注"局部变量"。

(04) String[] value(); 意味着，SuppressWarnings 能指定参数

(05) SuppressWarnings 的作用是，让编译器对"它所标注的内容"的某些警告保持静默。例如，"@SuppressWarnings(value={"deprecation", "unchecked"})" 表示对"它所标注的内容"中的 "SuppressWarnings 不再建议使用警告"和"未检查的转换时的警告"保持沉默。示例如下：

SuppressWarningTest.java

import java.util.Date;

public class SuppressWarningTest {

  //@SuppressWarnings(value={"deprecation"})
  public static void doSomething(){
  Date date = new Date(113, 8, 26);
  System.out.println(date);
  }

  public static void main(String[] args) {
doSomething();
  }
}

说明：

(01) 左边的图中，没有使用 @SuppressWarnings(value={"deprecation"}) , 而 Date 属于 java 不再建议使用的类。因此，调用 Date 的 API 时，会产生警告。而右边的途中，使用了 @SuppressWarnings(value={"deprecation"})。因此，编译器对"调用 Date 的 API 产生的警告"保持沉默。

补充：SuppressWarnings 常用的关键字的表格

deprecation  -- 使用了不赞成使用的类或方法时的警告
unchecked    -- 执行了未检查的转换时的警告，例如当使用集合时没有用泛型 (Generics) 来指定集合保存的类型。
fallthrough  -- 当 Switch 程序块直接通往下一种情况而没有 Break 时的警告。
path         -- 在类路径、源文件路径等中有不存在的路径时的警告。
serial       -- 当在可序列化的类上缺少 serialVersionUID 定义时的警告。
finally      -- 任何 finally 子句不能正常完成时的警告。
all          -- 关于以上所有情况的警告。

4、Annotation 的作用

Annotation 是一个辅助类，它在 Junit、Struts、Spring 等工具框架中被广泛使用。

我们在编程中经常会使用到的 Annotation 作用有：

1）编译检查

Annotation 具有"让编译器进行编译检查的作用"。

例如，@SuppressWarnings, @Deprecated 和 @Override 都具有编译检查作用。

(01) 关于 @SuppressWarnings 和 @Deprecated，已经在"第3部分"中详细介绍过了。这里就不再举例说明了。

(02) 若某个方法被 @Override 的标注，则意味着该方法会覆盖父类中的同名方法。如果有方法被 @Override 标示，但父类中却没有"被 @Override 标注"的同名方法，则编译器会报错。示例如下：

OverrideTest.java

public class OverrideTest {

  /**
* toString() 在java.lang.Object中定义；
* 因此，这里用 @Override 标注是对的。
*/
@Override
  public String toString(){
  return "Override toString";
  }

  /**
* getString() 没有在OverrideTest的任何父类中定义；
* 但是，这里却用 @Override 标注，因此会产生编译错误！
*/
@Override
  public String getString(){
  return "get toString";
  }

  public static void main(String[] args) {
  }
}

上面是该程序在 eclipse 中的截图。从中，我们可以发现 "getString()" 函数会报错。这是因为 "getString() 被 @Override 所标注，但在OverrideTest 的任何父类中都没有定义 getString1() 函数"。

"将 getString() 上面的 @Override注释掉"，即可解决该错误。

2) 在反射中使用 Annotation

在反射的 Class, Method, Field 等函数中，有许多于 Annotation 相关的接口。

这也意味着，我们可以在反射中解析并使用 Annotation。

AnnotationTest.java

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Inherited;
import java.lang.reflect.Method;

/**
* Annotation在反射函数中的使用示例
*/
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface MyAnnotation {
  String[] value() default "unknown";
}

/**
* Person类。它会使用MyAnnotation注解。
*/
class Person {

  /**
* empty()方法同时被 "@Deprecated" 和 "@MyAnnotation(value={"a","b"})"所标注
* (01) @Deprecated，意味着empty()方法，不再被建议使用
* (02) @MyAnnotation, 意味着empty() 方法对应的MyAnnotation的value值是默认值"unknown"
*/
@MyAnnotation
@Deprecated
  public void empty(){
  System.out.println("\nempty");
  }

  /**
* sombody() 被 @MyAnnotation(value={"girl","boy"}) 所标注，
* @MyAnnotation(value={"girl","boy"}), 意味着MyAnnotation的value值是{"girl","boy"}
*/
@MyAnnotation(value={"girl","boy"})
  public void somebody(String name, int age){
  System.out.println("\nsomebody: "+name+", "+age);
  }
}

public class AnnotationTest {

  public static void main(String[] args) throws Exception {

  // 新建Person
Person person = new Person();
  // 获取Person的Class实例
Class<Person> c = Person.class;
  // 获取 somebody() 方法的Method实例
  Method mSomebody = c.getMethod("somebody", new Class[]{String.class, int.class});
  // 执行该方法
mSomebody.invoke(person, new Object[]{"lily", 18});
iteratorAnnotations(mSomebody);


  // 获取 somebody() 方法的Method实例
  Method mEmpty = c.getMethod("empty", new Class[]{});
  // 执行该方法
mEmpty.invoke(person, new Object[]{});
iteratorAnnotations(mEmpty);
  }

  public static void iteratorAnnotations(Method method) {

  // 判断 somebody() 方法是否包含MyAnnotation注解
  if(method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)){
  // 获取该方法的MyAnnotation注解实例
MyAnnotation myAnnotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
  // 获取 myAnnotation的值，并打印出来
  String[] values = myAnnotation.value();
  for (String str:values)
  System.out.printf(str+", ");
  System.out.println();
  }

  // 获取方法上的所有注解，并打印出来
  Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
  for(Annotation annotation : annotations){
  System.out.println(annotation);
  }
  }
}

运行结果：

somebody: lily, 18
girl, boy, 
@com.skywang.annotation.MyAnnotation(value=[girl, boy])

empty
unknown, 
@com.skywang.annotation.MyAnnotation(value=[unknown])
@java.lang.Deprecated()