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          [轉載]Java批注的發明起因及代碼應用實例

           
                  批注能夠消除樣板代碼,讓源代碼的可讀性更高,并能提供級別更高的錯誤檢查。從EJB3到JUnit4,哪里都在使用它。本文就將告訴你如何使用它。
            Java 5向Java引入了批注(Annotations),它的使用迅速成為現代Java開發中不可缺少的一部分。在正式開始介紹它之前,看看為什么要發明批注,這是非常值得的。
            自從Java誕生之日起,人們就一直在解決它初期忽視了的一些問題:缺少元數據;缺乏將Java以外的代碼嵌入到Java源代碼文件里的能力等。當 Java面市的時候,針對這些問題而推出的JavaDoc終于讓它變完整了。JavaDoc使用了在代碼里專門標記注釋的概念,從而讓它能夠提取出額外的信息,說具體點就是文檔,并將它轉換成為我們熟悉的JavaDoc文檔。這是一項簡單的技術,人人都可以使用。首先會有Doclet,目的是讓人們擴展文檔的輸出。然后是Xdoclet,它像使用標記一樣使用JavaDoc來生成代碼,從而將整個過程變得輕而易舉。這部分是對J2EE的復雜性的回應。 J2EE原來依靠很多樣板代碼(boilerplate code)把對象捆綁到J2EE框架里。但是這些方案都有一些問題。首先,注釋里的標記從來都不會進入最終的源代碼,所以除非你生成代碼來反映這些標記,否則你無法在運行期間查找到它。其次,它會把整個預處理層加到(在理想情況下應該是)一個簡單編譯過程里。最后,基于注釋的標記在編譯期間并不是很容易檢查,也無法輕易被很多IDE檢查;如果你把注釋標記拼寫錯了,編譯器是不會注意到的,編譯器只會關注那些它知道確切名字的標記。
            要解決這所有的問題,Java新增了批注。批注是用于Java語言的本機元數據標記。它們的輸入嚴格與Java語言的其他部分類似,可以通過反映被發現,更容易地讓 IDE和編譯器的編寫者管理。現在就讓我們看一些被批注的代碼吧;我們先從BaseExample開始,它是一個簡單類,只帶有一個方法—— myMethod:

            public class BaseExample {

            public BaseExample() {}

            public void myMethod() {

            System.out.println("This is the BaseExample");

            }

            }

            現在,我們想要擴展BaseExample并替代myMethod。下面就是完成這一任務的Example1代碼:

            public class Example1 extends BaseExample {

            public Example1() {}

            @Overridepublic void myMethod() {

            System.out.println("This is the Example1");

            }

            }

            這樣我們就有了第一個關于myMethod的批注——@Override。這是一系列內置的批注之一。@Override的意思是“方法必須替代其超類中的一個方法;如果做不到這一點,那么就會有東西出錯,使得編譯器產生錯誤”。沒有@Override,代碼照樣會正常工作,但是假設有人修改BaseExample,讓myMethod帶有參數。如果你沒有使用@Override批注,代碼仍然會被編譯,隱藏了子類沒有替代超類方法的問題。如果有@Override的話,你會在編譯期間看到發生錯誤。
            你可能會認為“難道語言的擴展沒有解決這個問題,額外的關鍵字可能會嗎”,是的,它可能已經實現了這一點,但是這不僅沒有給語言帶來任何靈活性,還會導致很多源代碼兼容性的問題。批注這種方式避免了改變Java語言本身(當然除了增加了@markup),并且還能夠放在代碼的不同部分里,而不僅僅是在標記方法里。
            關于批注還有一點是,你可以創建自己的批注標記,這正是我們馬上要討論的內容。想一想下面這個問題:我們有一些簡單的Java Beans程序,它們都帶有不同的字符串字段。我們希望能夠有一些通用窗體顯示代碼,它們能夠用其他顯示提示(比如寬度)來正確地標示這些字段。現在我們可以編寫一個超類,它能夠提取出這個數據,比如說從一個在每個類里都帶有一些靜態支持方法的靜態數組里,但是這也意味著要強制給代碼分層。利用批注做到這一點就要簡單得多了。現在讓我們從定義FormLabel.java里的FormLabel的批注開始:

            import java.lang.annotation.*;

            @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

            @Target(ElementType.METHOD)

            public@interface FormLabel {String label();

            int width() default 40;

            }

            你應該注意到的第一件事是Java使用了它自己內置的一些批注來定批注:@Retention和@Target。@Retention用來定義通過設置 RetentionPolicy的值批注能夠在構建-運行過程中存留多久。這里我們使用了RUNTIME,這意味著我們定義的批注將會在運行期間被保留在代碼里。RetentionPolicy.SOURCE將被用于一個我們希望被編譯器使用然后拋棄的批注。RetentionPolicy.CLASS讓它們保留在生成的類文件里,但是能夠在運行期間被Java虛擬機(JVM)訪問到。
            在默認情況下,你可以在代碼里的任何地方都應用批注。 @Target批注讓你能夠將它限制在代碼的特定部分里。在本文里,我們把目標瞄準了ElementType.METHOD,這意味著它只能夠與方法關聯在一起。其他ElementTypes有CONSTRUCTOR、FIELD、LOCAL_VARIABLE、PACKAGE、PARAMETER和 TYPE,每個都能夠把批注限制到該種類型的Java語言元素,所以例如,設置TYPE將只允許批注為定義過的這種類型,比如:

            @OurAnnotation

            public class OurAnnotatedClass {…

            值得注意的是,@Target批注能夠接受單個ElementType或者一個ElementType數組,如果你想要將批注限制為一系列語言元素的話。
            下面一部分是批注接口的定義;這就像是一個普通的接口聲明,除了我們用@interface將其標記為一個批注。在這個接口里,我們然后定義批注的方法,就像我們希望用在與批注相關聯的信息上的抽象方法,所以我們就有了String label(),用于一個叫做label的字符串屬性。如果我們沒有方法,那么批注就只能用于“做標記”,而@Overrides注釋就是這樣一個例子。如果你只有一個屬性,它最好被命名為“value”,因為當帶有一個未命名參數的批注在設置這個值時,它工作得最好。屬性還可以有默認值,比如“int width() default 40;”就是在定義一個默認值為40的整數屬性。
            這就是批注定義。我們現在就可以在代碼里使用它了。下面一個SimpleData類就用到了它。

            public class SimpleData {

            private String firstname;

            private String lastname;

            private String postcode;

            public SimpleData() {}

            @FormLabel(label="First Name")

            public String getFirstname() { return firstname; }

            public void

            setFirstname(String firstname) {this.firstname = firstname;}

            @FormLabel(label="Last Name",width=80)

            public String getLastname() { return lastname; }

            public void setLastname(String lastname) {

            this.lastname = lastname;

            }

            @FormLabel(label="Postal code",width=10)

            public String getPostcode() { return postcode; }

            public void setPostcode(String postcode) {

            this.postcode = postcode;

            }

            }

            當然,如果我們不查找批注,那么它們對代碼的執行就不會造成任何不同。我們所需要的是在運行期間使用批注的方式;我們通過Reflection API來達到這一目的。現在就讓我們創建一個簡單的processForm方法,它能夠在任何對象里查找批注。

            public void processForm(Object o) {

            for(Method m:o.getClass().getMethods()) {

            我們將在傳遞給方法的對象的類里定義所有的方法。現在,我們需要檢查每個方法,看看它們是否有FormLabel批注,以及是否返回一個String(為了簡單地說明問題,我們給所有的結果多返回一些代碼):

            if(m.isAnnotationPresent(FormLabel.class) &&

            m.getReturnType()==String.class) {

            現在我們可以通過使用Method的getAnnotation()方法來提取FormLabel批注:

            FormLabel formLabel=

            m.getAnnotation(FormLabel.class);

            現在我們執行方法來取得其字符串值,并通過在批注接口里定義的方法訪問批注屬性。下面我們就把它們打印出來:

            try {

            String value=(String)m.invoke(o);

            String label=formLabel.label();

            int width=formLabel.width();

            System.out.printf("%s[%d]:%s\n",label,width,value);

            } catch (IllegalArgumentException ex) {

            ex.printStackTrace();

            }

            catch (IllegalAccessException ex) {

            ex.printStackTrace();}

            catch (InvocationTargetException ex) {

            ex.printStackTrace();

            }

            }

            }

            }

            現在我們可以創建含有@FormLabel批注的新類,并把它們傳遞給processForm方法。這是在運行期間訪問你自己的批注的基礎。
            現在這個時候,我們回頭看看Java 5里面其他關于批注的內容。首先是編譯器指令——@Deprecated和@SuppressWarnings。@Deprecated是把方法標示為被否定的增強方法;不推薦把它用在新代碼里,以防止以后刪除。用@Deprecated可以生成一個來自編譯器的相關警告。

            @SuppressWarnings會阻止編譯器在封閉代碼元素里警告你,所以你可以在類定義的開始或者對特定的方法使用@SuppressWarnings。它可以帶參數,用來指定需要取消的錯誤的類型,例如:

            @SuppressWarnings("unchecked")

            public List getList() {

            List l=new LinkedList();

            return l;

            }

            這里我們取消了一個關于在List和List之間的“未檢查”的強制轉換。當你開始用Java編程但是沒有非一般代碼的時候,這就非常有用。在取消警告的時候,盡可能地縮小取消的范圍是值得的;在上面的例子里,我們取消了整個代碼。我們可以把它變緊湊,只隱藏一個語句的錯誤:

            public List

            getListToo() {

            @SuppressWarnings("unchecked")

            List l=new LinkedList();

            return l;

            }

            要注意的是,你需要在Java2SE 1.5.06或者以上的版本上進行這項工作;這之前的版本沒有提供對@SuppressWarning支持。
            Java 5里其他內置的批注都與對批注的支持有關——@Documented和@Inherited。它們都可以被加到批注定義里。@Documented的作用是,批注的使用應該在所有生成的JavaDoc文檔里都反映出來。正如你可能看到的,批注和JavaDoc標記是互補的。@Inherited的意思是,當另外一個類用類來擴展批注時,批注應該是可繼承的;在默認情況下,批注是不能被繼承的。

            你可能很希望在自己的開發項目里使用Java批注的方法。就像我在引言里講到的,批注已經成為現代Java框架和應用程序的重要一部分;就拿 JUnit4舉個例子,Java批注已經允許JUnit的開發人員有了以更豐富的方式表示測試的方法,而不用要求測試編寫者強制使用統一的命名規則。還有 Grails,這里批注可以被用來向“類似鐵軌(rails-like)”的框架提供信息。批注的能力有很多,但是要記住,能力越大,責任也越大。批注是為了給開發人員提供標記信息,而不是用來隱藏運行配置。
           
          完整的Java代碼例子:
           
          package com.shou.www;
          import java.lang.annotation.ElementType;
          import java.lang.annotation.Retention;
          import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
          import java.lang.annotation.Target;
          import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
          import java.lang.reflect.Method;
          @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
          @Target(ElementType.METHOD)
          @interface FormLabel {
           String label();
           int width() default 40;
          }
          public class AnnotationDemo {
           private String firstname="Zhao";
           private String lastname="Bacoo";
           private String postcode="116023";
           public AnnotationDemo() {
           }
           @FormLabel(label = "First Name")
           public String getFirstname() {
            return firstname;
           }
           public void setFirstname(String firstname) {
            this.firstname = firstname;
           }
           @FormLabel(label = "Last Name", width = 80)
           public String getLastname() {
            return lastname;
           }
           public void setLastname(String lastname) {
            this.lastname = lastname;
           }
           @FormLabel(label = "Postal code", width = 10)
           public String getPostcode() {
            return postcode;
           }
           public void setPostcode(String postcode) {
            this.postcode = postcode;
           }
           public void processForm(Object o) {
            for (Method m : o.getClass().getMethods()) {
             if (m.isAnnotationPresent(FormLabel.class) &&
             m.getReturnType() == String.class) {
              FormLabel formLabel = m.getAnnotation(FormLabel.class);
              try {
               String value = (String) m.invoke(o);
               String label = formLabel.label();
               int width = formLabel.width();
               System.out.printf("%s[%d]:%s\n", label, width, value);
              } catch (IllegalArgumentException ex) {
               ex.printStackTrace();
              }
              catch (IllegalAccessException ex) {
               ex.printStackTrace();
              }
              catch (InvocationTargetException ex) {
               ex.printStackTrace();
              }
             }
            }
           }
           public static void main(String[] args) {
            // TODO Auto-generated method stub
            AnnotationDemo ad=new AnnotationDemo();
            ad.processForm(ad);
           }
           
          }
          //程序運行的結果如下:
          //First Name[40]:Zhao
          //Last Name[80]:Bacoo
          //Postal code[10]:116023
          最后,在IBM的網站上還有翻譯過來的兩篇不錯的關于java注釋方面的講解,但是那兩篇文章比較基本,不如上面這篇文章這樣經典和深刻,有興趣的讀者可以參考:
          http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-annotate1/
          http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-annotate2.html

          posted on 2007-12-20 23:39 so true 閱讀(470) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: Java

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