註解的原理又是怎麼一回事

Java內建的註解以及自定義一個註解大家都比較熟悉的了，現在來看看註解實現的原理，看看Java的體系下面是如何對註解的支援的。

在討論前先看一個自定義註解的例子，自定義實現這樣一個註解：通過@Test向某類注入一個字串，通過@TestMethod向某個方法注入一個字串。

① 建立Test註解，宣告作用於類並保留到執行時，預設值為default。

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Test {
    String value() default "default";
}複製程式碼

② 建立TestMethod註解，宣告作用於方法並保留到執行時。

@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface TestMethod {
    String value();
}複製程式碼

③測試類，執行後輸出default和tomcat-method兩個字串，因為@Test沒有傳入值，所以輸出了預設值，而@TestMethod則輸出了注入的字串。

@Test()
public class AnnotationTest {
    @TestMethod("tomcat-method")
    public void test(){
    }
    public static void main(String[] args){
        Test t = AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class);
        System.out.println(t.value());
        TestMethod tm = null;
        try {
            tm = AnnotationTest.class.getDeclaredMethod("test",null).getAnnotation(TestMethod.class);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(tm.value());
    }
}複製程式碼

對於註解Test，如果對AnnotationTest類進行註解，則執行時可以通過AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class)獲取註解宣告的值，從上面的句子就可以看出，它是從class結構中獲取出Test註解的，所以肯定是在某個時候註解被加入到class結構中去了。

@Test("test") 
public class AnnotationTest { 
    public void test(){ 
    } 
}複製程式碼

從java原始碼到class位元組碼是由編譯器完成的，編譯器會對java原始碼進行解析並生成class檔案，而註解也是在編譯時由編譯器進行處理，編譯器會對註解符號處理並附加到class結構中，根據jvm規範，class檔案結構是嚴格有序的格式，唯一可以附加資訊到class結構中的方式就是儲存到class結構的attributes屬性中。我們知道對於類、欄位、方法，在class結構中都有自己特定的表結構，而且各自都有自己的屬性，而對於註解，作用的範圍也可以不同，可以作用在類上，也可以作用在欄位或方法上，這時編譯器會對應將註解資訊存放到類、欄位、方法自己的屬性上。

在我們的AnnotationTest類被編譯後，在對應的AnnotationTest.class檔案中會包含一個RuntimeVisibleAnnotations屬性，由於這個註解是作用在類上，所以此屬性被新增到類的屬性集上。即Test註解的鍵值對value=test會被記錄起來。而當JVM載入AnnotationTest.class檔案位元組碼時，就會將RuntimeVisibleAnnotations屬性值儲存到AnnotationTest的Class物件中，於是就可以通過AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class)獲取到Test註解物件，進而再通過Test註解物件獲取到Test裡面的屬性值。

這裡可能會有疑問，Test註解物件是什麼？其實註解被編譯後的本質就是一個繼承Annotation介面的介面，所以@Test其實就是public interface Test extends Annotation，當我們通過AnnotationTest.class.getAnnotation(Test.class)呼叫時，JDK會通過動態代理生成一個實現了Test介面的物件，並把將RuntimeVisibleAnnotations屬性值設定進此物件中，此物件即為Test註解物件，通過它的value()方法就可以獲取到註解值。

Java註解實現機制的整個過程如上面所示，它的實現需要編譯器和JVM一起配合。

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