spring自定义注解及使用

简介

      在spring项目中使用注解，简化了代码量，减轻对业务代码的侵入性；对框架统一处理鉴权、日志等起到极大的作用，可以结合着拦截器、aop在请求调用前后添加额外处理。spring有内置的@Controller、@Service等注解，出于业务考虑，我们可以自定义想要的注解。

一、定义注解

      自定义注解类似于定义接口，但是需要指明注解的作用范围、生命周期等属性。

1.注解示例

      下面是一个简单的自定义注解示例，使用@interface修饰，定义了三个属性值，使用注解的时候可以给这些属性赋值。

Annotation punctuation">@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
public @interface LogAnnotation {

    String moduleName() default "";
    String operaName() default "";
    String operaType() default "";

}

2.元注解含义

      从jdk1.5开始，在包java.lang.annotation下提供了四种元注解：@Target、@Retention、@Documented、@Inherited，java1.8后，annotation包下新提供了两种元注解：@Native、@Repeatable。自定义注解的时候需要使用元注解修饰，来看下各个元注解的使用说明。

（1）@Target

      标识注解可以使用的范围，例如使用在方法、字段、构造方法上。看下源码：

//Target源码
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Target {
    ElementType[] value();
}

//Target可配置的类型
public enum ElementType {
    TYPE,
    FIELD,
    METHOD,
    PARAMETER,
    CONSTRUCTOR,
    LOCAL_VARIABLE,
    ANNOTATION_TYPE,
    PACKAGE,
    TYPE_PARAMETER,
    TYPE_USE
}

从源码中可以看出@Target只有一个属性value，属性类型为ElementType类型的数组，ElementType各个枚举值的作用范围如下：

①ElementType.TYPE：允许被修饰的注解作用在：类、接口、枚举上；

②ElementType.FIELD：允许被修饰的注解作用在：属性字段上；

③ElementType.METHOD：允许被修饰的注解作用在：方法上；

④ElementType.PARAMETER：允许被修饰的注解作用在：方法参数上；

⑤ElementType.CONSTRUCTOR：允许被修饰的注解作用在：构造器上；

⑥ElementType.LOCAL_VARIABLE：允许被修饰的注解作用在：本地局部变量上；

⑦ElementType.ANNOTATION_TYPE：允许被修饰的注解作用在：注解上；

⑧ElementType.PACKAGE：允许被修饰的注解作用在：包名上；

⑨ElementType.TYPE_PARAMETER：允许被修饰的注解作用在：类型参数上，jdk1.8提供；

//ElementType.TYPE_PARAMETER示例
@Target(ElementType.TYPE_PARAMETER)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TypeParameterAnnotation {
}

//泛型声明
public class TypeParameterClass<@TypeParameterAnnotation T> {
    public <@TypeParameterAnnotation P> T too(T t){
        return t;
    }
}

⑩ElementType.TYPE_USE：允许被修饰的注解作用在：任何语句中（声明语句、泛型、强制转化），jdk1.8提供。

（2）@Retention

      标识注解的生命周期，来看下源码：

//Retention源码
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Retention {

    RetentionPolicy value();
}

//RetentionPolicy源码
public enum RetentionPolicy {
    SOURCE,
    CLASS,
    RUNTIME
}

从源码可以看出@Retention只有一个属性value，属性类型为RetentionPolicy，看下RetentionPolicy枚举值的生命周期：

①RetentionPolicy.SOURCE：编译阶段丢弃，编译之后注解没有任何作用，不会写入字节码文件中。例如@Override、@SuppressWarnings、@Deprecated都属于这类注解；

②RetentionPolicy.CLASS：类加载阶段丢弃，类加载进jvm后没有任何作用，在字节码文件处理中有用。注解默认使用这种方式；

③RetentionPolicy.RUNTIME：始终不会丢弃，程序运行期也保留此注解，自定义注解通常使用这种方式，因此可以通过反射获取到注解配置的属性值。

（3）@Documented

      标识注解是否在javadoc文档中显示，看下源码：

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

当定义的注解中加入了@Documented元注解，则生成的javadoc文档中包含注解，来看一个例子：

@Documented
public @interface DocumentAnnotation {
    String name() default "张三";
    int age() default 18;
}

public class DocumentTest {

    @DocumentAnnotation(name="lisi",age = 30)
    public void test(){

    }
}

此时生成javadoc文件，生成的方式为：


​ 文档中包含注解信息：

自定义注解DocumentAnnotation去掉@Documented，javadoc文档中不包含注解：

（4）@Inherited

      标识注解是否能继承到子类，看下源码：

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

使用@Inherited修饰的注解，在class使用它时，class的子类能够继承此注解，类似于InheritableThreadLocal，父子类能够共享资源。

（5）@Native

      标识字段是否可以被本地代码引用，看下源码：

@Documented
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Native {
}

此注解作用在字段上，生命周期为编译阶段丢弃。

（6）@Repeatable

      标识可以重复使用注解，看下源码：

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Repeatable {
    Class<? extends Annotation> value();
}

作用在注解上，只有一个属性value，属性的类型继承了Annotation，之所以继承Annotation是因为Annotation是所有注解的父接口，看下关系图：

来看一个demo：

//定义注解
@Target(value={ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RepeatableAnnotations {
    RepeatableAnnotation[] value();
}

//定义注解，Repeatable声明RepeatableAnnotations
@Target(value={ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(RepeatableAnnotations.class)
public @interface RepeatableAnnotation {
    String name();
    int age();
}

//测试类
public class RepeatableDemo {
    @RepeatableAnnotation(name="张三",age=18)
    @RepeatableAnnotation(name="李四",age=30)
    private String userMessage;

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Field declaredField = RepeatableDemo.class.getDeclaredField("userMessage");
        Annotation[] annotations = declaredField.getDeclaredAnnotations();
        System.out.println("注解的数量："+annotations.length);
        System.out.println("注解内容："+Arrays.toString(annotations));
    }
}

测试类输出结果：

注解的数量：1
注解内容：[@***.RepeatableAnnotations(value=[@***.RepeatableAnnotation(name=张三, age=18), @***.RepeatableAnnotation(name=李四, age=30)])]

定义一个可重复的注解，需要使用@Repeatable来声明，@Repeatable的值为此原注解数组形式的新注解。从测试类可以看出最终注解的数量还是1个，是使用@Repeatable值的数组形式接收，每个值为原注解类型。

      在spring中***ponentScan定义bean的扫描范围，就是这样使用的，看下它的源码：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
@Repeatable(***ponentScans.class)
public @interface ***ponentScan {
}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE})
@Documented
public @interface ***ponentScans {
    ***ponentScan[] value();
}

//使用
@***ponentScan(basePackages = {"***.xxx1","***.xxx2"})

使用@Repeatable注意事项：

①原注解的@Target作用范围要比@Repeatable值的范围大或者相同，否则编译错误，例如：

//比RepeatableAnnotation多了ElementType.METHOD
@Target(value={ElementType.FIELD,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RepeatableAnnotations {
    RepeatableAnnotation[] value();
}

@Target(value={ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(RepeatableAnnotations.class)
public @interface RepeatableAnnotation {
    String name();
    int age();
}

②原注解的@Retention生命周期要比@Repeatable值的小或者相同，否则编译错误，生命周期大小：SOURCE <
CLASS < RUNTIME。例如：

//定义的CLASS比RUNTIME要小
@Target(value={ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Documented
public @interface RepeatableAnnotations {
    RepeatableAnnotation[] value();
}

@Target(value={ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(RepeatableAnnotations.class)
public @interface RepeatableAnnotation {
    String name();
    int age();
}

二、使用注解

      定义注解就是为了方便系统开发，现在来看一些使用场景。

1.aop切点使用注解

      自定义注解结合着aop来使用的场景很多，例如日志的收集就可以使用。

①定义注解：

@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface LogAnnotation {

    //模块名称（枚举类）
    ModuleNameEnum moduleName() default ModuleNameEnum.UNKNOWN;

    //操作对象
    String operaName() default "";

    //操作类型（枚举类）
    OperaTypeEnum operaType() default OperaTypeEnum.UNKNOWN;
}

②定义aop切面类：

@Aspect
@***ponent
@Slf4j
public class LogAspect {

    @Autowired
    XxxLogService xxxLogService;

    //切点：使用LogAnnotation注解标识的方法都进行切入，也可以使用通配符配置具体要切入的方法名
    @Pointcut("@annotation(***.xxx.aop.LogAnnotation)")
    public void pointCut(){

    }

    //环绕通知
    @Around("pointCut()")
    public Object logAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        Object jsonResult = joinPoint.proceed(); //执行方法
        try {
            //获取请求签名
            MethodSignature signature = (MethodSignature)joinPoint.getSignature();
            //获取切入点所在的方法
            Method method = signature.getMethod();
            //获取注解值
            LogAnnotation annotation = method.getAnnotation(LogAnnotation.class);
            //获取属性
            String moduleName = annotation.moduleName().getValue();
            String operaName = annotation.operaName();
            String operaType = annotation.operaType().getValue();

            XxxLog xxxLog = new XxxLog();
            xxxLog.setModuleName(moduleName);
            xxxLog.setOperaName(operaName);
            xxxLog.setOperaType(operaType);
            //添加日志
            xxxLogService.insertOne(xxxLog);
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return jsonResult;
    }
}

③方法中添加注解

       当注解属性名为value时，赋值的时候可以省略属性名，其他名称的属性名需要使用xx=yy的方式指定。

    @LogAnnotation(moduleName= ModuleNameEnum.FeedBack,operaName="添加消息",operaType=OperaTypeEnum.Insert)
    public void insertOne(Integer id) {
        
    }

过程为：定义注解，定义属性值；创建切面类，使用@annotation来指定切点为自定义注解，环绕方法获取注解及属性值，把属性值保存到业务数据库中；业务代码中需要保存日志的方法加上注解，并设置属性值。

2.拦截器获取注解

      可以在拦截器中获取注解，在controller层响应前后做一些额外的处理或判断，例如判断权限、判断是否需要分页等。来看一个分页的demo：

①定义注解

@Target(ElementType.METHOD)
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface EnablePaging {
    int value() default 50;
}

②定义拦截器

public class PagingInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //controller响应之前执行
    @Override
    public boolean preHandle(@NotNull HttpServletRequest request,
                             @NotNull HttpServletResponse response,
                             @NotNull Object handler) {
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            return true;
        }
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        //获取方法中的注解
        EnablePaging enablePaging = handlerMethod.getMethodAnnotation(EnablePaging.class);
        //不包含注解，直接通过
        if (enablePaging == null) {
            return true;
        }
        //包含注解，则获取注解中的值，值保存到TreadLocal线程变量中（此处使用RequestContextHolder.currentRequestAttributes().setAttribute保存），在执行sql查询时取出使用
        PagingContextData data = PagingContextData.getInstance(RequestAttributes.SCOPE_REQUEST, true);
        data.setEnabled(true);
        //把注解中配置的值设置进去
        if (enablePaging.value() > 0) {
            data.setDefaultPageSize(enablePaging.value());
        }
        return true;
    }
}

③注册拦截器

@Configuration
public class PagingHttpConfig implements WebMv***onfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new PagingInterceptor()).order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE);
    }
}

④方法中添加注解

    @PostMapping("/datasource/xxxPage")
    @EnablePaging(20)
    public Object xxxPage(@RequestBody String json) {
        return xxxService.xxxPage(json);
    }

过程为：定义注解，定义属性值；创建拦截器，在拦截器的方法中获取注解及属性值，把属性值保存到线程变量ThreadLocal中；把拦截器注册到InterceptorRegistry中；业务代码中需要分页的接口方法加上注解，并设置属性值。

3.class获取注解

      通过class可以获取到注解，提供了从method方法、field字段等获取注解。获取class的方式有：

①对象.getClass()方法

Student stu = new Student();
Class clazz = stu.getClass();

②对象.class

Class clazz = Student.class;

③Class.forName(“xxx”)，例如数据库驱动的获取

Class clazz = Class.forName("***.xxx.Student")

从method中获取注解示例：

//获取所有方法
Method[] methods = SampleClass.class.getMethods();
for(int i = 0;i < methods.length;i++) {
    //获取方法中的注解
    CustomAnnotaion annotation = methods[i].getAnnotation(CustomAnnotaion.class);
    if(null != annotation) {
        //输出属性值
        System.out.println(annotation.name());
    }
}

//获取指定方法
Method oneMethod = SampleClass.class.getDeclaredMethod("getSampleField");
//获取方法中的注解值
CustomAnnotaion annotation = oneMethod.getAnnotation(CustomAnnotaion.class);
System.out.println("annotation="+annotation.name());

从字段中获取注解示例：

//获取指定字段
Field declaredField = RepeatableDemo.class.getDeclaredField("userMessage");
//获取字段中的注解
Annotation[] annotations = declaredField.getDeclaredAnnotations();

4.spring容器获取注解

      在bean对象中加入注解，当spring容器加载完bean之后，可以从bean中获取到哪些方法加了指定的注解，从而拿到方法，对这些方法进行特殊处理。在xxl-job开源项目中就有使用，看下使用方式：

private void initJobHandlerMethodRepository(ApplicationContext applicationContext) {
        if (applicationContext == null) {
            return;
        }
        // init job handler from method
        //从程序上下文中获取到所有的bean名称集合
        String[] beanDefinitionNames = applicationContext.getBeanNamesForType(Object.class, false, true);
        //遍历bean集合
        for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
            //根据bean名称从程序上下文获取到此bean对象
            Object bean = applicationContext.getBean(beanDefinitionName);

            Map<Method, XxlJob> annotatedMethods = null; 
            try {
                //对Bean对象进行方法过滤，查询到方法被XxlJob注解修饰，是则放到annotatedMethods集合中
                annotatedMethods = MethodIntrospector.selectMethods(bean.getClass(),
                        new MethodIntrospector.MetadataLookup<XxlJob>() {
                            @Override
                            public XxlJob inspect(Method method) {
                                //判断方法被XxlJob注解修饰才返回
                                return AnnotatedElementUtils.findMergedAnnotation(method, XxlJob.class);
                            }
                        });
            } catch (Throwable ex) {
                logger.error("xxl-job method-jobhandler resolve error for bean[" + beanDefinitionName + "].", ex);
            }
            //当前遍历的bean没有被XxlJob注解修饰，则跳过处理
            if (annotatedMethods==null || annotatedMethods.isEmpty()) {
                continue;
            }

            //循环处理当前Bean下被XxlJob修饰的方法
            for (Map.Entry<Method, XxlJob> methodXxlJobEntry : annotatedMethods.entrySet()) {
                //执行的方法
                Method executeMethod = methodXxlJobEntry.getKey();
                //XxlJob注解类
                XxlJob xxlJob = methodXxlJobEntry.getValue();
                //注册此任务处理器
                registJobHandler(xxlJob, bean, executeMethod);
            }
        }
    }

从spring上下文applicationContext中获取到所有的bean名称集合，遍历bean名称集合，根据bean名称从程序上下文获取到此bean对象，对Bean对象进行方法过滤，查询到被XxlJob注解修饰的方法，放到map集合中，循环处理map中的记录，key为Method方法，value为XxlJob注解，这也是使用注解的场景。