Java 注解（Annotations）是 Java 5 引入的一種元數(shù)據(jù)（Metadata），它提供了一種在源代碼中嵌入補(bǔ)充信息的方式，這些信息可以被編譯器、JVM 或其他工具在編譯時(shí)、運(yùn)行時(shí)進(jìn)行處理。

注解本身不會(huì)直接影響程序的執(zhí)行，但可以用來(lái)指導(dǎo)編譯器、JVM 或其他工具的行為，從而實(shí)現(xiàn)各種功能。

一、 注解的定義 (Annotation Definition)

什么是元數(shù)據(jù) (Metadata)?

• 元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。 在 Java 中，元數(shù)據(jù)是指描述程序代碼的數(shù)據(jù)，例如類、方法、字段等的屬性信息。
• 注解就是一種元數(shù)據(jù)，它可以用來(lái)描述類、方法、字段、參數(shù)、局部變量等程序元素。

注解的語(yǔ)法

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 元注解，指定注解的保留策略
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE}) // 元注解，指定注解可以應(yīng)用的程序元素類型
public @interface MyAnnotation { // 定義一個(gè)注解

    // 注解成員 (Annotation Members)
    String name() default "Default Name"; // 默認(rèn)值
    int value(); // 必須賦值

    Class<?> type() default void.class; //類型
}

• @interface 關(guān)鍵字： 用于定義一個(gè)注解。
• 注解名 (Annotation Name): 遵循 PascalCase 命名規(guī)范（每個(gè)單詞首字母大寫），例如 Override, Deprecated, WebServlet。
• 注解成員 (Annotation Members):
  • 類似于接口中的方法聲明，但沒(méi)有方法體。
  • 可以有默認(rèn)值 (使用 default 關(guān)鍵字指定)。
  • 如果沒(méi)有默認(rèn)值，則在使用注解時(shí)必須顯式賦值。
  • 成員的類型可以是原始類型、String、Class、枚舉類型、注解類型或這些類型的數(shù)組。
  • 注解成員實(shí)際上類似于接口中的方法，這意味著它們可以有訪問(wèn)修飾符，但通常省略 (默認(rèn)是 public)。
  • 注解成員后面要跟一對(duì)小括號(hào)，即使沒(méi)有參數(shù)。

二、元注解 (Meta-Annotations)

元注解是用于修飾注解的注解，用于指定注解的特性。

1.@Retention：

作用： 指定注解的保留策略 (Retention Policy)，即注解在哪個(gè)階段可用。

RetentionPolicy 枚舉：

• RetentionPolicy.SOURCE: 注解僅保留在源代碼中，在編譯時(shí)被丟棄。 例如，@Override 注解。
• RetentionPolicy.CLASS: 注解保留在 class 文件中，但在運(yùn)行時(shí)會(huì)被 JVM 丟棄。
• RetentionPolicy.RUNTIME: 注解保留在 class 文件中，并且在運(yùn)行時(shí)可以通過(guò)反射 API 獲取。 這是最常用的保留策略，可以實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)態(tài)功能。

示例：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 指定注解在運(yùn)行時(shí)可用
public @interface MyAnnotation {
    // ...
}

2.@Target：

作用： 指定注解可以應(yīng)用的程序元素類型 (Target Element)。

ElementType 枚舉：

• ElementType.TYPE: 可以應(yīng)用于類、接口、枚舉、注解。
• ElementType.FIELD: 可以應(yīng)用于字段。
• ElementType.METHOD: 可以應(yīng)用于方法。
• ElementType.PARAMETER: 可以應(yīng)用于方法參數(shù)。
• ElementType.CONSTRUCTOR: 可以應(yīng)用于構(gòu)造方法。
• ElementType.LOCAL_VARIABLE: 可以應(yīng)用于局部變量。
• ElementType.ANNOTATION_TYPE: 可以應(yīng)用于注解。
• ElementType.PACKAGE: 可以應(yīng)用于包。
• ElementType.TYPE_PARAMETER: 類型參數(shù)，since 1.8
• ElementType.TYPE_USE: 使用類型的任何地方, since 1.8

示例：

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE}) // 指定注解可以應(yīng)用于方法和類
public @interface MyAnnotation {
    // ...
}

1.@Documented：

作用： 指定該注解應(yīng)該包含在 Javadoc 文檔中。

示例：

@Documented // 指定該注解應(yīng)該包含在 Javadoc 文檔中
public @interface MyAnnotation {
    // ...
}

2.@Inherited：

作用： 指定該注解可以被子類繼承。

示例：

@Inherited // 指定該注解可以被子類繼承
public @interface MyAnnotation {
    // ...
}

3.@Repeatable (Java 8+)：

作用： 指定該注解可以在同一個(gè)程序元素上重復(fù)使用。

示例：

@Repeatable(Authorities.class)
public @interface Authority {
    String role();
}

public @interface Authorities {
    Authority[] value();
}

@Authority(role="Admin")
@Authority(role="Editor")
public class MyClass {
    // ...
}

三、內(nèi)置注解 (Built-in Annotations)

Java 提供了一些內(nèi)置注解，可以直接使用：

1.@Override：

作用： 用于標(biāo)記一個(gè)方法是重寫 (Override) 了父類的方法。

用途：

• 幫助編譯器檢查是否正確地重寫了方法。 如果方法簽名與父類方法不匹配，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。
• 提高代碼可讀性，明確表明該方法是重寫了父類的方法。

示例：

class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("Animal is eating.");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override // 標(biāo)記該方法重寫了父類的 eat() 方法
    void eat() {
        System.out.println("Dog is eating.");
    }
}

2.@Deprecated：

作用： 用于標(biāo)記一個(gè)類、方法或字段已過(guò)時(shí) (Deprecated)，不建議使用。

用途：

• 提醒開(kāi)發(fā)者該類、方法或字段已經(jīng)不推薦使用，可能會(huì)在將來(lái)的版本中被移除。
• 可以提供替代方案的說(shuō)明。

示例：

@Deprecated // 標(biāo)記該方法已過(guò)時(shí)
public void oldMethod() {
    // ...
}

/**
 * @deprecated Use {@link #newMethod()} instead.
 */
@Deprecated
public void oldMethodWithComment(){
    //...
}

public void newMethod() {
    // ...
}

3.@SuppressWarnings：

作用： 用于抑制編譯器發(fā)出的警告。

用途：

• 在某些情況下，編譯器可能會(huì)發(fā)出一些不必要的警告，可以使用 @SuppressWarnings 注解來(lái)抑制這些警告。

取值：

• all: 抑制所有警告。
• boxing: 抑制與自動(dòng)裝箱/拆箱相關(guān)的警告。
• deprecation: 抑制與使用了 @Deprecated 標(biāo)記的類、方法或字段相關(guān)的警告。
• unchecked: 抑制與未檢查的類型轉(zhuǎn)換相關(guān)的警告（例如，在使用原始類型時(shí)）。
• unused: 抑制與未使用的變量相關(guān)的警告。
• resource: 抑制與資源未關(guān)閉相關(guān)的警告。
• 等等 (具體取決于編譯器)。

示例：

@SuppressWarnings("unchecked") // 抑制類型轉(zhuǎn)換警告
List list = new ArrayList();
list.add("Hello");
String s = (String) list.get(0); // 編譯器會(huì)發(fā)出 unchecked 類型轉(zhuǎn)換警告

四、自定義注解 (Custom Annotations)

除了內(nèi)置注解，你還可以根據(jù)自己的需求創(chuàng)建自定義注解。

定義注解：

• 使用 @interface 關(guān)鍵字定義注解。
• 指定元注解 (@Retention, @Target 等)。
• 定義注解成員。

使用注解：

• 在程序元素（類、方法、字段等）上使用自定義注解，并為注解成員賦值（如果需要）。

處理注解 (Annotation Processing):

• 編譯時(shí)處理： 可以使用注解處理器 (Annotation Processor) 在編譯時(shí)處理注解，生成代碼或配置文件。 例如，Lombok 使用注解處理器自動(dòng)生成 getter/setter 方法。
• 運(yùn)行時(shí)處理： 可以使用反射 API 在運(yùn)行時(shí)獲取注解信息，并根據(jù)注解信息執(zhí)行相應(yīng)的邏輯。

五、使用場(chǎng)景 (Annotation Usage Scenarios)

注解在 Java 中有著廣泛的應(yīng)用，主要包括以下場(chǎng)景：

編譯時(shí)檢查：

• 使用 @Override 注解進(jìn)行方法重寫檢查。
• 使用 @SuppressWarnings 注解抑制編譯器警告。

代碼生成：

• Lombok 使用注解處理器自動(dòng)生成 getter/setter 方法、構(gòu)造方法、equals()/hashCode() 方法等，簡(jiǎn)化代碼編寫。
• JPA 使用注解來(lái)映射類和數(shù)據(jù)庫(kù)表，生成 SQL 語(yǔ)句。
• Spring MVC 使用注解來(lái)映射請(qǐng)求 URL 和處理方法。

配置：

• Spring 使用注解來(lái)配置 Bean、依賴注入、事務(wù)管理、AOP 等。
• JAX-RS 使用注解來(lái)定義 RESTful Web 服務(wù)。

運(yùn)行時(shí)行為修改：

• 單元測(cè)試框架 (例如 JUnit, TestNG) 使用注解來(lái)標(biāo)記測(cè)試方法。
• 安全框架 (例如 Spring Security) 使用注解來(lái)進(jìn)行權(quán)限控制。
• 序列化框架 (例如 Jackson, Gson) 使用注解來(lái)控制序列化和反序列化過(guò)程。

六、代碼示例 (自定義注解)

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

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 指定注解在運(yùn)行時(shí)可用
@Target(ElementType.METHOD) // 指定注解可以應(yīng)用于方法
public @interface MyAnnotation { // 定義一個(gè)自定義注解

    String name() default "Default Name"; // 成員變量,默認(rèn)值Default Name
    int value();   // 成員變量

}

class MyClass {

    @MyAnnotation(name = "My Method", value = 100) // 使用注解并賦值
    public void myMethod() {
        System.out.println("My method is called.");
    }
}

public class AnnotationExample {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = MyClass.class;
        Method method = clazz.getMethod("myMethod");

        if (method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)) { // 判斷方法是否使用了 MyAnnotation 注解
            MyAnnotation annotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class); // 獲取注解對(duì)象

            System.out.println("Annotation name: " + annotation.name()); // 獲取 name 成員的值
            System.out.println("Annotation value: " + annotation.value()); // 獲取 value 成員的值
        }
    }
}

總結(jié)

Java 注解是一種強(qiáng)大的元數(shù)據(jù)機(jī)制，它可以在代碼中嵌入補(bǔ)充信息，并在編譯時(shí)或運(yùn)行時(shí)被處理。 理解注解的定義、元注解、內(nèi)置注解、自定義注解以及使用場(chǎng)景，可以幫助你編寫更簡(jiǎn)潔、更靈活、更易于維護(hù)的 Java 代碼。 掌握注解，能讓你更深入地理解各種框架和庫(kù)的運(yùn)作方式，并能夠自定義 Spring Boot Starter等功能.

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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