Java 基础 - 注解机制详解（三）-阿里云开发者社区

Java 基础 - 注解机制详解（三）

2023-06-09 231

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本文涉及的产品

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简介： Java 基础 - 注解机制详解

深入理解注解

TIP

接下来，我们从其它角度深入理解注解

Java8提供了哪些新的注解？

@Repeatable

请参考Java 8 - 重复注解

ElementType.TYPE_USE

请参考Java 8 - 类型注解

ElementType.TYPE_PARAMETER

ElementType.TYPE_USE(此类型包括类型声明和类型参数声明，是为了方便设计者进行类型检查)包含了ElementType.TYPE(类、接口（包括注解类型）和枚举的声明)和ElementType.TYPE_PARAMETER(类型参数声明), 不妨再看个例子

// 自定义ElementType.TYPE_PARAMETER注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE_PARAMETER)
public @interface MyNotEmpty {
}
// 自定义ElementType.TYPE_USE注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE_USE)
public @interface MyNotNull {
}
// 测试类
public class TypeParameterAndTypeUseAnnotation<@MyNotEmpty T>{
  //使用TYPE_PARAMETER类型，会编译不通过
//    public @MyNotEmpty T test(@MyNotEmpty T a){
//      new ArrayList<@MyNotEmpty String>();
//        return a;
//    }
  //使用TYPE_USE类型，编译通过
  public @MyNotNull T test2(@MyNotNull T a){
    new ArrayList<@MyNotNull String>();
    return a;
  }
}

注解支持继承吗？

注解是不支持继承的

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.

虽然反编译后发现注解继承了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。

区别于注解的继承，被注解的子类继承父类注解可以用@Inherited：如果某个类使用了被@Inherited修饰的Annotation，则其子类将自动具有该注解。

注解实现的原理？

网上很多标注解的原理文章根本没有说到点子上。

这里推荐你两篇文章：

Java注解的本质

Java注解处理器

注解的应用场景

TIP

最后我们再看看实际开发中注解的一些应用场景。@pdai

配置化到注解化 - 框架的演进

Spring 框架配置化到注解化的转变。

继承实现到注解实现 - Junit3到Junit4

一个模块的封装大多数人都是通过继承和组合等模式来实现的，但是如果结合注解将可以极大程度提高实现的优雅度（降低耦合度）。而Junit3 到Junit4的演化就是最好的一个例子。

被测试类

public class HelloWorld {
  public void sayHello(){
    System.out.println("hello....");
    throw new NumberFormatException();
  }
  public void sayWorld(){
    System.out.println("world....");
  }
  public String say(){
    return "hello world!";
  }
}

Junit 3 实现UT

通过继承 TestCase来实现，初始化是通过Override父类方法来进行，测试方式通过test的前缀方法获取。

public class HelloWorldTest extends TestCase{
  private HelloWorld hw;
  @Override
  protected void setUp() throws Exception {
    super.setUp();
    hw=new HelloWorld();
  }
  //1.测试没有返回值
  public void testHello(){
    try {
      hw.sayHello();
    } catch (Exception e) {
      System.out.println("发生异常.....");
    }
  }
  public void testWorld(){
    hw.sayWorld();
  }
  //2.测试有返回值的方法
  // 返回字符串
  public void testSay(){
    assertEquals("测试失败", hw.say(), "hello world!");
  }
  //返回对象
  public void testObj(){
    assertNull("测试对象不为空", null);
    assertNotNull("测试对象为空",new String());
  }
  @Override
  protected void tearDown() throws Exception {
    super.tearDown();
    hw=null;
  } 
}

Junit 4 实现UT

通过定义@Before，@Test，@After等等注解来实现。

public class HelloWorldTest {
  private HelloWorld hw;
  @Before
  public void setUp() {
    hw = new HelloWorld();
  }
  @Test(expected=NumberFormatException.class)
  // 1.测试没有返回值,有别于junit3的使用，更加方便
  public void testHello() {
    hw.sayHello();
  }
  @Test
  public void testWorld() {
    hw.sayWorld();
  }
  @Test
  // 2.测试有返回值的方法
  // 返回字符串
  public void testSay() {
    assertEquals("测试失败", hw.say(), "hello world!");
  }
  @Test
  // 返回对象
  public void testObj() {
    assertNull("测试对象不为空", null);
    assertNotNull("测试对象为空", new String());
  }
  @After
  public void tearDown() throws Exception {
    hw = null;
  }
}

这里我们发现通过注解的方式，我们实现单元测试时将更为优雅。如果你还期望了解Junit4是如何实现运行的呢？可以看这篇文章：JUnit4源码分析运行原理 (opens new window)。

自定义注解和AOP - 通过切面实现解耦

最为常见的就是使用Spring AOP切面实现统一的操作日志管理，我这里找了一个开源项目中的例子（只展示主要代码），给你展示下如何通过注解实现解耦的。

自定义Log注解

@Target({ ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Log {
    /**
     * 模块 
     */
    public String title() default "";
    /**
     * 功能
     */
    public BusinessType businessType() default BusinessType.OTHER;
    /**
     * 操作人类别
     */
    public OperatorType operatorType() default OperatorType.MANAGE;
    /**
     * 是否保存请求的参数
     */
    public boolean isSaveRequestData() default true;
}

实现日志的切面, 对自定义注解Log作切点进行拦截

即对注解了@Log的方法进行切点拦截

@Aspect
@Component
public class LogAspect {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(LogAspect.class);
    /**
     * 配置织入点 - 自定义注解的包路径
     * 
     */
    @Pointcut("@annotation(com.xxx.aspectj.lang.annotation.Log)")
    public void logPointCut() {
    }
    /**
     * 处理完请求后执行
     *
     * @param joinPoint 切点
     */
    @AfterReturning(pointcut = "logPointCut()", returning = "jsonResult")
    public void doAfterReturning(JoinPoint joinPoint, Object jsonResult) {
        handleLog(joinPoint, null, jsonResult);
    }
    /**
     * 拦截异常操作
     * 
     * @param joinPoint 切点
     * @param e 异常
     */
    @AfterThrowing(value = "logPointCut()", throwing = "e")
    public void doAfterThrowing(JoinPoint joinPoint, Exception e) {
        handleLog(joinPoint, e, null);
    }
    protected void handleLog(final JoinPoint joinPoint, final Exception e, Object jsonResult) {
        try {
            // 获得注解
            Log controllerLog = getAnnotationLog(joinPoint);
            if (controllerLog == null) {
                return;
            }
            // 获取当前的用户
            User currentUser = ShiroUtils.getSysUser();
            // *========数据库日志=========*//
            OperLog operLog = new OperLog();
            operLog.setStatus(BusinessStatus.SUCCESS.ordinal());
            // 请求的地址
            String ip = ShiroUtils.getIp();
            operLog.setOperIp(ip);
            // 返回参数
            operLog.setJsonResult(JSONObject.toJSONString(jsonResult));
            operLog.setOperUrl(ServletUtils.getRequest().getRequestURI());
            if (currentUser != null) {
                operLog.setOperName(currentUser.getLoginName());
                if (StringUtils.isNotNull(currentUser.getDept())
                        && StringUtils.isNotEmpty(currentUser.getDept().getDeptName())) {
                    operLog.setDeptName(currentUser.getDept().getDeptName());
                }
            }
            if (e != null) {
                operLog.setStatus(BusinessStatus.FAIL.ordinal());
                operLog.setErrorMsg(StringUtils.substring(e.getMessage(), 0, 2000));
            }
            // 设置方法名称
            String className = joinPoint.getTarget().getClass().getName();
            String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
            operLog.setMethod(className + "." + methodName + "()");
            // 设置请求方式
            operLog.setRequestMethod(ServletUtils.getRequest().getMethod());
            // 处理设置注解上的参数
            getControllerMethodDescription(controllerLog, operLog);
            // 保存数据库
            AsyncManager.me().execute(AsyncFactory.recordOper(operLog));
        } catch (Exception exp) {
            // 记录本地异常日志
            log.error("==前置通知异常==");
            log.error("异常信息:{}", exp.getMessage());
            exp.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 获取注解中对方法的描述信息 用于Controller层注解
     * 
     * @param log 日志
     * @param operLog 操作日志
     * @throws Exception
     */
    public void getControllerMethodDescription(Log log, OperLog operLog) throws Exception {
        // 设置action动作
        operLog.setBusinessType(log.businessType().ordinal());
        // 设置标题
        operLog.setTitle(log.title());
        // 设置操作人类别
        operLog.setOperatorType(log.operatorType().ordinal());
        // 是否需要保存request，参数和值
        if (log.isSaveRequestData()) {
            // 获取参数的信息，传入到数据库中。
            setRequestValue(operLog);
        }
    }
    /**
     * 获取请求的参数，放到log中
     * 
     * @param operLog
     * @param request
     */
    private void setRequestValue(OperLog operLog) {
        Map<String, String[]> map = ServletUtils.getRequest().getParameterMap();
        String params = JSONObject.toJSONString(map);
        operLog.setOperParam(StringUtils.substring(params, 0, 2000));
    }
    /**
     * 是否存在注解，如果存在就获取
     */
    private Log getAnnotationLog(JoinPoint joinPoint) throws Exception {
        Signature signature = joinPoint.getSignature();
        MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature;
        Method method = methodSignature.getMethod();
        if (method != null)
        {
            return method.getAnnotation(Log.class);
        }
        return null;
    }
}

使用@Log注解

以一个简单的CRUD操作为例, 这里展示部分代码：每对“部门”进行操作就会产生一条操作日志存入数据库。

@Controller
@RequestMapping("/system/dept")
public class DeptController extends BaseController {
    private String prefix = "system/dept";
    @Autowired
    private IDeptService deptService;
    /**
     * 新增保存部门
     */
    @Log(title = "部门管理", businessType = BusinessType.INSERT)
    @RequiresPermissions("system:dept:add")
    @PostMapping("/add")
    @ResponseBody
    public AjaxResult addSave(@Validated Dept dept) {
        if (UserConstants.DEPT_NAME_NOT_UNIQUE.equals(deptService.checkDeptNameUnique(dept))) {
            return error("新增部门'" + dept.getDeptName() + "'失败，部门名称已存在");
        }
        return toAjax(deptService.insertDept(dept));
    }
    /**
     * 保存
     */
    @Log(title = "部门管理", businessType = BusinessType.UPDATE)
    @RequiresPermissions("system:dept:edit")
    @PostMapping("/edit")
    @ResponseBody
    public AjaxResult editSave(@Validated Dept dept) {
        if (UserConstants.DEPT_NAME_NOT_UNIQUE.equals(deptService.checkDeptNameUnique(dept))) {
            return error("修改部门'" + dept.getDeptName() + "'失败，部门名称已存在");
        } else if(dept.getParentId().equals(dept.getDeptId())) {
            return error("修改部门'" + dept.getDeptName() + "'失败，上级部门不能是自己");
        }
        return toAjax(deptService.updateDept(dept));
    }
    /**
     * 删除
     */
    @Log(title = "部门管理", businessType = BusinessType.DELETE)
    @RequiresPermissions("system:dept:remove")
    @GetMapping("/remove/{deptId}")
    @ResponseBody
    public AjaxResult remove(@PathVariable("deptId") Long deptId) {
        if (deptService.selectDeptCount(deptId) > 0) {
            return AjaxResult.warn("存在下级部门,不允许删除");
        }
        if (deptService.checkDeptExistUser(deptId)) {
            return AjaxResult.warn("部门存在用户,不允许删除");
        }
        return toAjax(deptService.deleteDeptById(deptId));
    }
  // ...
}

同样的，你也可以看到权限管理也是通过类似的注解（@RequiresPermissions）机制来实现的。所以我们可以看到，通过注解+AOP最终的目标是为了实现模块的解耦

Java 基础 - 注解机制详解（三）

深入理解注解

接下来，我们从其它角度深入理解注解

注解支持继承吗？

注解实现的原理？

注解的应用场景

配置化到注解化 - 框架的演进

继承实现到注解实现 - Junit3到Junit4

自定义注解和AOP - 通过切面实现解耦

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