java注解是在JDK5时引入的新特性，鉴于目前大部分框架(如Spring)都使用了注解简化代码并提高编码的效率，因此掌握并深入理解注解对于一个Java工程师是来说是很有必要的事。本篇我们将通过以下几个角度来分析注解的相关知识点。
理解Java注解
基本语法
声明注解与元注解
注解元素及其数据类型
编译器对默认值的限制
注解不支持继承
快捷方式
Java内置注解与其它元注解
注解与反射机制
运行时注解处理器
Java 8中注解增强
元注解Repeatable
新增的两种ElementType
1. 理解Java注解
实际上Java注解与普通修饰符(public、static、void等)的使用方式并没有多大区别，下面的例子是常见的注解：
public class AnnotationDemo { //@Test注解修饰方法A @Test public static void A(){ System.out.println(“Test…..”); } //一个方法上可以拥有多个不同的注解 @Deprecated @SuppressWarnings(“uncheck”) public static void B(){ }}
通过在方法上使用@Test注解后，在运行该方法时，测试框架会自动识别该方法并单独调用，@Test实际上是一种标记注解，起标记作用，运行时告诉测试框架该方法为测试方法。而对于@Deprecated和@SuppressWarnings(“uncheck”)，则是Java本身内置的注解，在代码中，可以经常看见它们，但这并不是一件好事，毕竟当方法或是类上面有@Deprecated注解时，说明该方法或是类都已经过期不建议再用，@SuppressWarnings 则表示忽略指定警告，比如@SuppressWarnings(“uncheck”)，这就是注解的最简单的使用方式，那么下面我们就来看看注解定义的基本语法
2. 基本语法
2.1 声明注解与元注解
我们先来看看前面的Test注解是如何声明的：
//声明Test注解@Target(ElementType.METHOD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface Test {}
我们使用了@interface声明了Test注解，并使用@Target注解传入ElementType.METHOD参数来标明@Test只能用于方法上，@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)则用来表示该注解生存期是运行时，从代码上看注解的定义很像接口的定义，确实如此，毕竟在编译后也会生成Test.class文件。对于@Target和@Retention是由Java提供的元注解，所谓元注解就是标记其他注解的注解，下面分别介绍
@Target 用来约束注解可以应用的地方（如方法、类或字段），其中ElementType是枚举类型，其定义如下，也代表可能的取值范围
public enum ElementType { /**标明该注解可以用于类、接口（包括注解类型）或enum声明*/ TYPE, /** 标明该注解可以用于字段(域)声明，包括enum实例 */ FIELD, /** 标明该注解可以用于方法声明 */ METHOD, /** 标明该注解可以用于参数声明 */ PARAMETER, /** 标明注解可以用于构造函数声明 */ CONSTRUCTOR, /** 标明注解可以用于局部变量声明 */ LOCAL_VARIABLE, /** 标明注解可以用于注解声明(应用于另一个注解上)*/ANNOTATION_TYPE, /** 标明注解可以用于包声明 */ PACKAGE, /** * 标明注解可以用于类型参数声明（1.8新加入） * @since 1.8 */ TYPE_PARAMETER, /** * 类型使用声明（1.8新加入) * @since 1.8 */ TYPE_USE}
请注意，当注解未指定Target值时，则此注解可以用于任何元素之上，多个值使用{}包含并用逗号隔开，如下：
@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
@Retention用来约束注解的生命周期，分别有三个值，源码级别（source），类文件级别（class）或者运行时级别（runtime），其含有如下：
SOURCE：注解将被编译器丢弃（该类型的注解信息只会保留在源码里，源码经过编译后，注解信息会被丢弃，不会保留在编译好的class文件里）
CLASS：注解在class文件中可用，但会被VM丢弃（该类型的注解信息会保留在源码里和class文件里，在执行的时候，不会加载到虚拟机中），请注意，当注解未定义Retention值时，默认值是CLASS，如Java内置注解，@Override、@Deprecated、@SuppressWarnning等
RUNTIME：注解信息将在运行期(JVM)也保留，因此可以通过反射机制读取注解的信息（源码、class文件和执行的时候都有注解的信息），如SpringMvc中的@Controller、@Autowired、@RequestMapping等。
2.2 注解元素及其数据类型
通过上述对@Test注解的定义，我们了解了注解定义的过程，由于@Test内部没有定义其他元素，所以@Test也称为标记注解（marker annotation），但在自定义注解中，一般都会包含一些元素以表示某些值，方便处理器使用，这点在下面的例子将会看到：
/** * Created by wuzejian on 2017/5/18. * 对应数据表注解 */@Target(ElementType.TYPE)//只能应用于类上@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//保存到运行时public @interface DBTable { String name() default “”;}
上述定义一个名为DBTable的注解，该用于主要用于数据库表与Bean类的映射（稍后会有完整案例分析），与前面Test注解不同的是，我们声明一个String类型的name元素，其默认值为空字符，但是必须注意到对应任何元素的声明应采用方法的声明方式，同时可选择使用default提供默认值，@DBTable使用方式如下：
//在类上使用该注解@DBTable(name = “MEMBER”)public class Member { //…….}
关于注解支持的元素数据类型除了上述的String，还支持如下数据类型
所有基本类型（int,float,boolean,byte,double,char,long,short）
String
Class
enum
Annotation
上述类型的数组
倘若使用了其他数据类型，编译器将会丢出一个编译错误，注意，声明注解元素时可以使用基本类型但不允许使用任何包装类型，同时还应该注意到注解也可以作为元素的类型，也就是嵌套注解，下面的代码演示了上述类型的使用过程：
package com.zejian.annotationdemo;import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target;/** * Created by wuzejian on 2017/5/19. * 数据类型使用Demo */@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@interface Reference{ boolean next() default false;}public @interface AnnotationElementDemo { //枚举类型 enum Status {FIXED,NORMAL}; //声明枚举 Status status() default Status.FIXED; //布尔类型 boolean showSupport() default false; //String类型 String name()default “”; //class类型 Class<?> testCase() default Void.class; //注解嵌套 Reference reference() default @Reference(next=true); //数组类型 long[] value();}
2.3 编译器对默认值的限制
编译器对元素的默认值有些过分挑剔。首先，元素不能有不确定的值。也就是说，元素必须要么具有默认值，要么在使用注解时提供元素的值。其次，对于非基本类型的元素，无论是在源代码中声明，还是在注解接口中定义默认值，都不能以null作为值，这就是限制，没有什么利用可言，但造成一个元素的存在或缺失状态，因为每个注解的声明中，所有的元素都存在，并且都具有相应的值，为了绕开这个限制，只能定义一些特殊的值，例如空字符串或负数，表示某个元素不存在。
2.4 注解不支持继承
注解是不支持继承的，因此不能使用关键字extends来继承某个@interface，但注解在编译后，编译器会自动继承java.lang.annotation.Annotation接口，这里我们反编译前面定义的DBTable注解
package com.zejian.annotationdemo;import java.lang.annotation.Annotation;//反编译后的代码public interface DBTable extends Annotation{ public abstract String name();}
虽然反编译后发现DBTable注解继承了Annotation接口，请记住，即使Java的接口可以实现多继承，但定义注解时依然无法使用extends关键字继承@interface。
2.5快捷方式
所谓的快捷方式就是注解中定义了名为value的元素，并且在使用该注解时，如果该元素是唯一需要赋值的一个元素，那么此时无需使用key=value的语法，而只需在括号内给出value元素所需的值即可。这可以应用于任何合法类型的元素，记住，这限制了元素名必须为value，简单案例如下
2.6 Java内置注解与其它元注解
接着看看Java提供的内置注解，主要有3个，如下：
@Override：用于标明此方法覆盖了父类的方法，源码如下@Target(ElementType.METHOD)@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)public @interface Override {}
@Deprecated：用于标明已经过时的方法或类，源码如下，关于@Documented稍后分析：
@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})public @interface Deprecated {}
@SuppressWarnnings:用于有选择的关闭编译器对类、方法、成员变量、变量初始化的警告，其实现源码如下：
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)public @interface SuppressWarnings { String[] value();}
其内部有一个String数组，主要接收值如下：
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。
这个三个注解比较简单，看个简单案例即可：
//注明该类已过时，不建议使用@Deprecatedclass A{ public void A(){ } //注明该方法已过时，不建议使用 @Deprecated() public void B(){ }}class B extends A{ @Override //标明覆盖父类A的A方法 public void A() { super.A(); } //去掉检测警告 @SuppressWarnings({“uncheck”,”deprecation”}) public void C(){ } //去掉检测警告 @SuppressWarnings(“uncheck”) public void D(){ }}
前面我们分析了两种元注解，@Target和@Retention，除了这两种元注解，Java还提供了另外两种元注解，@Documented和@Inherited，下面分别介绍：
使用javadoc命令生成文档：
zejian@zejiandeMBP annotationdemo$ javadoc DocumentDemo.java DocumentA.java DocumentB.java
如下：
可以发现使用@Documented元注解定义的注解(@DocumentA)将会生成到javadoc中,而@DocumentB则没有在doc文档中出现，这就是元注解@Documented的作用。
@Inherited 可以让注解被继承，但这并不是真的继承，只是通过使用@Inherited，可以让子类Class对象使用getAnnotations()获取父类被@Inherited修饰的注解，如下：
@Inherited@Documented@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface DocumentA {}@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface DocumentB {}@DocumentAclass A{ }class B extends A{ }@DocumentBclass C{ }class D extends C{ }//测试public class DocumentDemo { public static void main(String… args){ A instanceA=new B(); System.out.println(“已使用的@Inherited注解:” Arrays.toString(instanceA.getClass().getAnnotations())); C instanceC = new D(); System.out.println(“没有使用的@Inherited注解:” Arrays.toString(instanceC.getClass().getAnnotations())); } /** * 运行结果: 已使用的@Inherited注解:[@com.zejian.annotationdemo.DocumentA()] 没有使用的@Inherited注解:[] */}
3. 注解与反射机制
前面经过反编译后，我们知道Java所有注解都继承了Annotation接口，也就是说 Java使用Annotation接口代表注解元素，该接口是所有Annotation类型的父接口。同时为了运行时能准确获取到注解的相关信息，Java在java.lang.reflect 反射包下新增了AnnotatedElement接口，它主要用于表示目前正在 VM 中运行的程序中已使用注解的元素，通过该接口提供的方法可以利用反射技术地读取注解的信息，如反射包的Constructor类、Field类、Method类、Package类和Class类都实现了AnnotatedElement接口，它简要含义如下（更多详细介绍可以看 深入理解Java类型信息(Class对象)与反射机制）：
Class：类的Class对象定义
Constructor：代表类的构造器定义
Field：代表类的成员变量定义
Method：代表类的方法定义
Package：代表类的包定义
下面是AnnotatedElement中相关的API方法，以上5个类都实现以下的方法
返回值 方法名称 说明
<A extends Annotation> getAnnotation(Class<A> annotationClass) 该元素如果存在指定类型的注解，则返回这些注解，否则返回 null。
Annotation[] getAnnotations() 返回此元素上存在的所有注解，包括从父类继承的
boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) 如果指定类型的注解存在于此元素上，则返回 true，否则返回 false。
Annotation[] getDeclaredAnnotations() 返回直接存在于此元素上的所有注解，注意，不包括父类的注解，调用者可以随意修改返回的数组；这不会对其他调用者返回的数组产生任何影响，没有则返回长度为0的数组
简单案例演示如下：
4. 运行时注解处理器
了解完注解与反射的相关API后，现在通过一个实例（该例子是博主改编自《Tinking in Java》）来演示利用运行时注解来组装数据库SQL的构建语句的过程
/** * Created by wuzejian on 2017/5/18. * 表注解 */@Target(ElementType.TYPE)//只能应用于类上@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//保存到运行时public @interface DBTable { String name() default “”;}/** * Created by wuzejian on 2017/5/18. * 注解Integer类型的字段 */@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface SQLInteger { //该字段对应数据库表列名 String name() default “”; //嵌套注解 Constraints constraint() default @Constraints;}/** * Created by wuzejian on 2017/5/18. * 注解String类型的字段 */@Target(ElementType.FIELD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface SQLString { //对应数据库表的列名 String name() default “”; //列类型分配的长度，如varchar(30)的30 int value() default 0; Constraints constraint() default @Constraints;}/** * Created by wuzejian on 2017/5/18. * 约束注解 */@Target(ElementType.FIELD)//只能应用在字段上@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface Constraints { //判断是否作为主键约束 boolean primaryKey() default false; //判断是否允许为null boolean allowNull() default false; //判断是否唯一 boolean unique() default false;}/** * Created by wuzejian on 2017/5/18. * 数据库表Member对应实例类bean */@DBTable(name = “MEMBER”)public class Member { //主键ID @SQLString(name = “ID”,value = 50, constraint = @Constraints(primaryKey = true)) private String id; @SQLString(name = “NAME” , value = 30) private String name; @SQLInteger(name = “AGE”) private int age; @SQLString(name = “DESCRIPTION” ,value = 150 , constraint = @Constraints(allowNull = true)) private String description;//个人描述 //省略set get…..}
上述定义4个注解，分别是@DBTable(用于类上)、@Constraints(用于字段上)、 @SQLString(用于字段上)、@SQLString(用于字段上)并在Member类中使用这些注解，这些注解的作用的是用于帮助注解处理器生成创建数据库表MEMBER的构建语句，在这里有点需要注意的是，我们使用了嵌套注解@Constraints，该注解主要用于判断字段是否为null或者字段是否唯一。必须清楚认识到上述提供的注解生命周期必须为@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)，即运行时，这样才可以使用反射机制获取其信息。有了上述注解和使用，剩余的就是编写上述的注解处理器了，前面我们聊了很多注解，其处理器要么是Java自身已提供、要么是框架已提供的，我们自己都没有涉及到注解处理器的编写，但上述定义处理SQL的注解，其处理器必须由我们自己编写了，如下
如果对反射比较熟悉的同学，上述代码就相对简单了，我们通过传递Member的全路径后通过Class.forName()方法获取到Member的class对象，然后利用Class对象中的方法获取所有成员字段Field，最后利用field.getDeclaredAnnotations()遍历每个Field上的注解再通过注解的类型判断来构建建表的SQL语句。这便是利用注解结合反射来构建SQL语句的简单的处理器模型，是否已回想起Hibernate？
5. Java 8中注解增强
5.1 元注解@Repeatable
元注解@Repeatable是JDK1.8新加入的，它表示在同一个位置重复相同的注解。在没有该注解前，一般是无法在同一个类型上使用相同的注解的
//Java8前无法这样使用@FilterPath(“/web/update”)@FilterPath(“/web/add”)public class A {}
Java8前如果是想实现类似的功能，我们需要在定义@FilterPath注解时定义一个数组元素接收多个值如下
@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface FilterPath { String [] value();}//使用@FilterPath({“/update”,”/add”})public class A { }
但在Java8新增了@Repeatable注解后就可以采用如下的方式定义并使用了
我们可以简单理解为通过使用@Repeatable后，将使用@FilterPaths注解作为接收同一个类型上重复注解的容器，而每个@FilterPath则负责保存指定的路径串。为了处理上述的新增注解，Java8还在AnnotatedElement接口新增了getDeclaredAnnotationsByType() 和 getAnnotationsByType()两个方法并在接口给出了默认实现，在指定@Repeatable的注解时，可以通过这两个方法获取到注解相关信息。但请注意，旧版API中的getDeclaredAnnotation()和 getAnnotation()是不对@Repeatable注解的处理的(除非该注解没有在同一个声明上重复出现)。注意getDeclaredAnnotationsByType方法获取到的注解不包括父类，其实当 getAnnotationsByType()方法调用时，其内部先执行了getDeclaredAnnotationsByType方法，只有当前类不存在指定注解时，getAnnotationsByType()才会继续从其父类寻找，但请注意如果@FilterPath和@FilterPaths没有使用了@Inherited的话，仍然无法获取。下面通过代码来演示：
从执行结果来看如果当前类拥有该注解@FilterPath,则getAnnotationsByType方法不会从CC父类寻找，下面看看另外一种情况，即AA类上没有@FilterPath注解
注意定义@FilterPath和@FilterPath时必须指明@Inherited，getAnnotationsByType方法否则依旧无法从父类获取@FilterPath注解，这是为什么呢，不妨看看getAnnotationsByType方法的实现源码：
//接口默认实现方法default <T extends Annotation> T[] getAnnotationsByType(Class<T> annotationClass) {//先调用getDeclaredAnnotationsByType方法T[] result = getDeclaredAnnotationsByType(annotationClass);//判断当前类获取到的注解数组是否为0if (result.length == 0 && this instanceof Class && //判断定义注解上是否使用了@Inherited元注解 AnnotationType.getInstance(annotationClass).isInherited()) { // Inheritable //从父类获取 Class<?> superClass = ((Class<?>) this).getSuperclass(); if (superClass != null) { result = superClass.getAnnotationsByType(annotationClass); } } return result;}
5.2 新增的两种ElementType
在Java8中 ElementType 新增两个枚举成员，TYPE_PARAMETER 和 TYPE_USE ，在Java8前注解只能标注在一个声明(如字段、类、方法)上，Java8后，新增的TYPE_PARAMETER可以用于标注类型参数，而TYPE_USE则可以用于标注任意类型(不包括class)。如下所示
//TYPE_PARAMETER 标注在类型参数上class D<@Parameter T> { }//TYPE_USE则可以用于标注任意类型(不包括class)//用于父类或者接口class Image implements @Rectangular Shape { }//用于构造函数new @Path String(“/usr/bin”)//用于强制转换和instanceof检查,注意这些注解中用于外部工具，它们不会对类型转换或者instanceof的检查行为带来任何影响。String path=(@Path String)input;if(input instanceof @Path String)//用于指定异常public Person read() throws @Localized IOException.//用于通配符绑定List<@ReadOnly ? extends Person>List<? extends @ReadOnly Person>@NotNull String.class //非法，不能标注classimport java.lang.@NotNull String //非法，不能标注import
这里主要说明一下TYPE_USE，类型注解用来支持在Java的程序中做强类型检查，配合第三方插件工具（如Checker Framework），可以在编译期检测出runtime error（如UnsupportedOperationException、NullPointerException异常），避免异常延续到运行期才发现，从而提高代码质量，这就是类型注解的主要作用。总之Java 8 新增加了两个注解的元素类型ElementType.TYPE_USE 和ElementType.TYPE_PARAMETER ，通过它们，我们可以把注解应用到各种新场合中。
ok~，关于注解暂且聊到这。
学习快乐~
