Java注解及其底层原理解析2

最后我们写一个测试类

public class TestAn {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {

        //获取Person class 实例
        Class c1 = Person.class;

        //反射获取 类上的注解
        MyAnnotation classAnnotation = c1.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(classAnnotation.msg());

        //反射获取 private属性上的注解
        Field we = c1.getDeclaredField("weight");
        MyAnnotation fieldAnnotation = we.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(fieldAnnotation.msg());

        //反射获取 public属性上的注解
        Field he = c1.getDeclaredField("height");
        MyAnnotation field2Annotation = he.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(field2Annotation.msg());

        //反射获取 方法上的注解
        Method me = c1.getMethod("dance",null);
        MyAnnotation methodAnnotation = me.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(methodAnnotation.msg());
        

    }
}

结果：

this person class this person field private this person field public this person method

我们通过反射读取api时，一般会先去校验这个注解存不存在:

if(c1.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)) {
    //存在 MyAnnotation 注解
}else {
    //不存在 MyAnnotation 注解
}

我们发现反射真的很强大，不仅可以读取类的属性、方法、构造器等信息，还可以读取类的注解相关信息。

那反射是如何实现工作的？

我们来看下源码:

从 c1.getAnnotation(MyAnnotation.class);通过idea点进去查看源码，把重点的给贴出来，其他的就省略了

Map<Classextends Annotation>, Annotation> declaredAnnotations =
            AnnotationParser.parseAnnotations(getRawAnnotations(), getConstantPool(), this);

parseAnnotations()去 分析注解 ，其第一个参数是 获取原始注解，第二个参数是获取常量池内容

public static Annotation annotationForMap(final Classextends Annotation> var0, final Map<String, Object> var1) {
        return (Annotation)AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
            public Annotation run() {
                return (Annotation)Proxy.newProxyInstance(var0.getClassLoader(), new Class[]{var0}, new AnnotationInvocationHandler(var0, var1));
            }
        });
    }

Proxy._newProxyInstance_(var0.getClassLoader(), new Class[]{var0}, new AnnotationInvocationHandler(var0, var1)创建动态代理，此处var0参数是由常量池获取的数据转换而来。

我们监听此处的var0:

image-20220616225518195

可以推断出注解相关的信息 是存放在常量池中的

我们来总结一下，反射调用getAnnotations(MyAnnotation.class)方法的背后主要操作：

解析注解parseAnnotations()的时候 从该注解类的常量池中取出注解相关的信息，将其转换格式后，通过newProxyInstance（注解的类加载器，注解的class实例 ，AnotationInvocationHandler实例）来创建代理对象，作为参数传进去，最后返回一个代理实例。

其中AnotationInvocationHandler类是一个典型的动态代理类, 这边先挖个坑，暂不展开，不然这篇文章是写不完了

关于动态代理类我们只需先知道: 对象的执行方法，交给代理来负责

class AnnotationInvocationHandler implements InvocationHandler, Serializable {
    ...
    private final Map<String, Object> memberValues;//存放该注解所有属性的值
    private transient volatile Method[] memberMethods = null;

    AnnotationInvocationHandler(Classextends Annotation> var1, Map<String, Object> var2) {
    ...
    }

    public Object invoke(Object var1, Method var2, Object[] var3) {
    ...
     //调用委托类对象的方法，具体等等一些操作
    }
    ...
}

反射调用getAnnotations(MyAnnotation.class)，返回一个代理实例，我们可以通过这个实例来操作该注解

示例：注解 模拟访问权限控制

当我们引入springsecurity来做安全框架，然后只需添加@PreAuthorize**(**"hasRole('Admin')"**)**注解，就能实现权限的控制，简简单单地一行代码，就优雅地实现了权限控制，觉不觉得很神奇？让我们一起模拟一个出来吧

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyPreVer {
    String value() default "no role";
}

public class ResourceLogin {
    private String name;

    @MyPreVer(value = "User")
    private void rsA() {
        System.out.println("资源A");
    }
    @MyPreVer(value = "Admin")
    private void rsB() {
        System.out.println("资源B");
    }
}

public class TestLogin {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        //模拟 用户的权限
        String role = "User";
        //模拟 需要的权限
        final String RoleNeeded = "Admin";

        //获取Class实例
        Class c1 = ResourceLogin.class;

        //访问资源A
        Method meA = c1.getDeclaredMethod("rsA",null);
        MyPreVer meAPre = meA.getDeclaredAnnotation(MyPreVer.class);
        if(meAPre.value().equals(RoleNeeded)) {//模拟拦截器
            meA.setAccessible(true);
            meA.invoke(c1.newInstance(),null);//模拟访问资源
        }else {
            System.out.println("骚瑞，你无权访问该资源");
        }

        //访问资源B
        Method meB = c1.getDeclaredMethod("rsB",null);
        MyPreVer meBPre = meB.getDeclaredAnnotation(MyPreVer.class);
        if(meBPre.value().equals(RoleNeeded)) {//模拟拦截器
            meB.setAccessible(true);
            meB.invoke(c1.newInstance());//模拟访问资源

        }else {
            System.out.println("骚瑞，你无权访问该资源");
        }

    }
}

结果：

骚瑞，你无权访问该资源 资源B

尾语

注解 是一种 标记、标签 来修饰代码， 但它不是代码本身的一部分，即 注解本身对代码逻辑没有任何影响 ，如何使用注解完全取决于我们开发者用Java反射来读取和使用。

我们发现反射真的很强大，不仅可以读取类的属性、方法、构造器等信息，还可以读取类的注解相关信息，以后还会经常遇到它。

注解一般用于

• 编译器可以利用注解来探测错误和检查信息，像@override检查是否重写
• 适合工具类型的软件用的，避免繁琐的代码，生成代码配置，比如jpa自动生成sql,日志注解，权限控制
• 程序运行时的处理：某些注解可以在程序运行的时候接受代码的读取，比如我们可以自定义注解

平时我们只知道如何使用注解，却不知道其是如何起作用的，理所当然的往往是我们所忽视的。

参考资料：

《Java核心技术 卷一》

https://blog.csdn.net/qq_20009015/article/details/106038023

https://zhuanlan.zhihu.com/p/258429599