java Annotation的RetentionPolicy介绍

Java Annotation对应的Retention有3种，在RetentionPolicy中定义，有3种：

SOURCE. 注解保留在源代码中，但是编译的时候会被编译器所丢弃。比如@Override, @SuppressWarnings
CLASS. 这是默认的policy。注解会被保留在class文件中，但是在运行时期间就不会识别这个注解。
RUNTIME. 注解会被保留在class文件中，同时运行时期间也会被识别。所以可以使用反射机制获取注解信息。比如@Deprecated

RUNTIME

大部分情况下，我们都是使用RUNTIME这个Policy。

下面就是一个RUNTIME Annotation的例子。

先定义Annotation：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface MyClassRuntimeAnno {
    String name();
    int level() default 1;
}

然后在CLASS前面使用这个Annotation。

@MyClassRuntimeAnno(name = "simple", level = 10)
public class SimpleObj {
}

最后写一个testcase通过反射可以获取这个类的Annotation进行后续操作。

@Test
public void testGetAnnotation() {
    Annotation[] annotations = SimpleObj.class.getAnnotations();
    System.out.println(Arrays.toString(annotations));
    MyClassRuntimeAnno myClassAnno = SimpleObj.class.getAnnotation(MyClassRuntimeAnno.class);
    System.out.println(myClassAnno.name() + ", " + myClassAnno.level());
    System.out.println(myClassAnno == annotations[0]);
}

SOURCE

SOURCE这个policy表示注解保留在源代码中，但是编译的时候会被编译器所丢弃。由于在编译的过程中这个注解还被保留着，所以在编译过程中可以针对这个policy进行一些操作。比如在自动生成java代码的场景下使用。最常见的就是lombok的使用了，可以自动生成field的get和set方法以及toString方法，构造器等；消除了冗长的java代码。

SOURCE这个policy可以使用jdk中的javax.annotation.processing.*包中的processor处理器进行注解的处理过程。

以1个编译过程中会打印类中的方法的例子来说明SOUCRE这个policy的作用：

首先定义一个Printer注解：

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Printer {
}

然后一个类的方法使用这个注解：

public class SimpleObject {

    @Printer
    public void methodA() {

    }

    public void methodB() {

    }

}

创建对应的Processor：

@SupportedAnnotationTypes({"me.format.annotaion.Printer"})
public class PrintProcessor extends AbstractProcessor {
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        Messager messager = processingEnv.getMessager();
        messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "start to use PrintProcessor ..");


        Set<? extends Element> rootElements = roundEnv.getRootElements();
        messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "root classes: ");
        for(Element root : rootElements) {
            messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, ">> " + root.toString());
        }
        messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "annotation: ");
        for(TypeElement te : annotations) {
            messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, ">>> " + te.toString());
            Set<? extends Element> elements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(te);
            for(Element ele : elements) {
                messager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, ">>>> " + ele.toString());
            }
        }

        return true;
    }
    @Override
    public SourceVersion getSupportedSourceVersion() {
        return SourceVersion.latestSupported();
    }
}

然后先使用javac编译Printer和PrintProcessor：

javac -d classes src/main/java/me/format/annotation/Printer.java src/main/java/me/format/annotation/PrintProcessor.java

最后再使用javac中的processor参数处理：

javac -cp classes -processor me.format.annotation.PrintProcessor -d classes src/main/java/me/format/annotation/SimpleObject.java

控制台打印出：

注: start to use PrintProcessor ..
注: root classes: 
注: >> hello.annotation.SimpleObject
注: annotation: 
注: >>> hello.annotation.Printer
注: >>>> methodA()

CLASS

CLASS和RUNTIME的唯一区别是RUNTIME在运行时期间注解是存在的，而CLASS则不存在。

我们通过asm来获取class文件里的annotation。

首先定义注解：

policy为CLASS的注解。

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Meta {

    String name();

}

policy为RUNTIME的注解。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Header {

    int code();

}

使用注解：

@Meta(name = "obj")
@Header(code = 200)
public class AnnotationObject {

    private String val;

    public String getVal() {
        return val;
    }

    public void setVal(String val) {
        this.val = val;
    }
}

编译这3个java文件得到字节码文件AnnotationObject.class：

javac -d classes src/main/java/me/format/annotaion/AnnotationObject.java src/main/java/me/format/annotation/Meta.java src/main/java/me/format/annotation/Header.java

使用asm获取字节码文件中的注解：

ClassNode classNode = new ClassNode();

ClassReader cr = new ClassReader(new FileInputStream("classes/me/format/annotation/AnnotationObject.class"));

cr.accept(classNode, 0);

System.out.println("Class Name: " + classNode.name);
System.out.println("Source File: " + classNode.sourceFile);

System.out.println("invisible: ");
AnnotationNode anNode = null;
for (Object annotation : classNode.invisibleAnnotations) {
    anNode = (AnnotationNode) annotation;
    System.out.println("Annotation Descriptor : " + anNode.desc);
    System.out.println("Annotation attribute pairs : " + anNode.values);
}

System.out.println("visible: ");
for (Object annotation : classNode.visibleAnnotations) {
    anNode = (AnnotationNode) annotation;
    System.out.println("Annotation Descriptor : " + anNode.desc);
    System.out.println("Annotation attribute pairs : " + anNode.values);
}

打印出：

Class Name: me/format/annotation/AnnotationObject
Source File: AnnotationObject.java
invisible: 
Annotation Descriptor : Lme/format/annotation/Meta;
Annotation attribute pairs : [name, obj]
visible: 
Annotation Descriptor : Lme/format/annotation/Header;
Annotation attribute pairs : [code, 200]

其中policy为CLASS的注解编译完后不可见，而policy为RUNTIME的注解编译后可见。

同样，我们可以使用javap查看编译后的信息：

javap -v me.format.annotation.AnnotationObject

会打印出注解的visible信息：

#16 = Utf8               AnnotationObject.java
#17 = Utf8               RuntimeVisibleAnnotations
#18 = Utf8               Lhello/annotation/Header;
#19 = Utf8               code
#20 = Integer            200
#21 = Utf8               RuntimeInvisibleAnnotations
#22 = Utf8               Lhello/annotation/Meta;
#23 = Utf8               name
#24 = Utf8               obj