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通過(guò)Java?Reflection實(shí)現(xiàn)編譯時(shí)注解正確處理方法

 更新時(shí)間:2023年06月05日 09:23:13   作者:格林希爾  
Java注解是一種標(biāo)記在JDK5及以后的版本中引入,用于Java語(yǔ)言中向程序添加元數(shù)據(jù)的方法,這篇文章主要介紹了通過(guò)Java?Reflection實(shí)現(xiàn)編譯時(shí)注解處理方法,需要的朋友可以參考下

一、簡(jiǎn)介

1. Java注解

Java注解是一種標(biāo)記在JDK5及以后的版本中引入,用于Java語(yǔ)言中向程序添加元數(shù)據(jù)的方法。注解可以加在包、類(lèi)、構(gòu)造器、方法、成員變量、參數(shù)、局部變量等程序上下文中。

示例:在Java中定義一個(gè)@Entity注解,那么在使用這個(gè)注解時(shí)就可以注明該類(lèi)是JPA實(shí)體,自動(dòng)由框架進(jìn)行構(gòu)建

2. 注解的分類(lèi)

Java注解可以分為三類(lèi):標(biāo)記注解(Marker Annotation)、單值注解(Single-Value Annotation)和完整注解(Full Annotation)

標(biāo)記注解:只是起到標(biāo)記作用的注解,例如@Override。

單值注解:包含一個(gè)屬性的注解,例如@SuppressWarnings(“unchecked”)。

完整注解:包含多個(gè)屬性的注解,例如@Test(timeout=1000)。

3. 注解的作用

Java注解主要有以下作用:

  • 提供額外的信息給編譯器:使用注解可以讓編譯器在編譯期間得到一些額外的信息,從而改變編譯方式或者檢查代碼的正確性
  • 編譯時(shí)動(dòng)態(tài)處理:可以配合編譯時(shí)注解處理器,實(shí)現(xiàn)一些程序員希望在編譯時(shí)期間完成的功能
  • 運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)處理:可以利用反射機(jī)制在運(yùn)行時(shí)獲取注解信息,從而實(shí)現(xiàn)一些運(yùn)行時(shí)期間的功能。

二、Java反射機(jī)制

1. Java反射

Java反射是指在運(yùn)行狀態(tài)中,對(duì)于任意一個(gè)類(lèi)都能夠知道這個(gè)類(lèi)的所有屬性和方法,對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性。這種動(dòng)態(tài)獲取類(lèi)型信息以及在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象方法的能力,被稱(chēng)為Java反射機(jī)制。

2. 反射的作用

Java反射機(jī)制主要有以下功能:

  • 在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)獲取類(lèi)的完整結(jié)構(gòu)可以訪問(wèn)類(lèi)的成員變量、方法和構(gòu)造方法等信息。
  • 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例對(duì)象在程序運(yùn)行時(shí)根據(jù)用戶輸入的參數(shù)創(chuàng)建類(lèi)對(duì)象
  • 動(dòng)態(tài)執(zhí)行類(lèi)的成員方法可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似“萬(wàn)能接口”的效果。

3. 反射的核心類(lèi)和方法

Java反射機(jī)制涉及的核心類(lèi)包括Class、Method、Field、Constructor等。

其中Class類(lèi)表示Java中的一個(gè)類(lèi)可以通過(guò)Class類(lèi)獲取類(lèi)定義的對(duì)象例如 “Class.forName(‘className’)”

Method、Field、Constructor等類(lèi)分別表示類(lèi)中的成員方法、成員變量和構(gòu)造方法。這些類(lèi)都繼承自AccessibleObject類(lèi),該類(lèi)提供了對(duì)類(lèi)中private成員的訪問(wèn)權(quán)限。

三、編譯時(shí)注解處理概述

1. 編譯時(shí)注解處理器的作用

編譯時(shí)注解處理器是Java提供的可以在Java代碼編譯期間自動(dòng)運(yùn)行的程序,它們可以掃描Java源代碼中的注解,并根據(jù)注解生成Java代碼、XML文件或其他配置文件。

編譯時(shí)注解處理器的作用主要有以下幾個(gè)方面:

  • 自動(dòng)生成Java類(lèi):可以通過(guò)注解來(lái)指定某些信息,然后使用注解處理器生成Java類(lèi)。
  • 自動(dòng)生成XML文件:可以通過(guò)注解來(lái)指定某些信息,然后使用注解處理器生成XML文件。
  • 自動(dòng)生成其他類(lèi)型的文件:可以通過(guò)注解來(lái)指定某些信息,然后使用注解處理器生成其他類(lèi)型的文件,如配置文件等。

2. 注解處理器的要求和實(shí)現(xiàn)方式

Java編譯器在編譯Java源文件時(shí),如果遇到@注解,就會(huì)委托給注解處理器進(jìn)行處理。為了實(shí)現(xiàn)注解處理器,需要滿足以下要求:

  • 實(shí)現(xiàn)一些特定的接口:需要實(shí)現(xiàn)javax.annotation.processing包中的Processor接口。
  • 聲明支持的注解類(lèi)型:在實(shí)現(xiàn)Processor接口的同時(shí),還需要通過(guò)重寫(xiě)getSupportedAnnotationTypes()方法來(lái)聲明處理哪些類(lèi)型的注解。
  • 聲明支持的Java版本:在實(shí)現(xiàn)Processor接口的同時(shí),還需要通過(guò)重寫(xiě)getSupportedSourceVersion()方法來(lái)聲明支持哪些版本的Java代碼。

注解處理器的實(shí)現(xiàn)方式可以使用Java原生API手動(dòng)實(shí)現(xiàn),也可以使用一些開(kāi)發(fā)框架,如Google提供的AutoService。使用AutoService,只需要添加依賴(lài),然后通過(guò)注解標(biāo)記該處理器即可自動(dòng)生成META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor文件。這樣就可以直接使用Java編譯器運(yùn)行注解處理器。

四、通過(guò)Java Reflection實(shí)現(xiàn)編譯時(shí)注解處理

1. 編寫(xiě)自定義注解

package com.example.annotations;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface DebugLog {
    String value();
}

2. 編寫(xiě)注解處理器

package com.example.processor;
import javax.annotation.processing.*;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.Element;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import java.util.Set;
@SupportedAnnotationTypes("com.example.annotations.DebugLog")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_8)
public class DebugLogProcessor extends AbstractProcessor {
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        for (Element element : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(DebugLog.class)) {
            String message = String.format("%s called.", element.getSimpleName().toString());
            System.out.println(message);
        }
        return true;
    }
}

3. 利用反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)注解處理器動(dòng)態(tài)生成代碼

package com.example.processor;
import com.example.annotations.DebugLog;
import javax.annotation.processing.*;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.Element;
import javax.lang.model.element.ExecutableElement;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import javax.tools.Diagnostic;
import javax.tools.JavaFileObject;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
@SupportedAnnotationTypes("com.example.annotations.DebugLog")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_8)
public class DebugLogProcessor extends AbstractProcessor {
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        for (Element element : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(DebugLog.class)) {
            if (element.getKind().isMethod()) {
                ExecutableElement method = (ExecutableElement) element;
                // 獲取方法所在類(lèi)的信息
                TypeElement classElement = (TypeElement) method.getEnclosingElement();
                String packageName = processingEnv.getElementUtils().getPackageOf(classElement).toString();
                String className = classElement.getSimpleName().toString();
                // 生成新的方法名
                String newMethodName = method.getSimpleName().toString() + "$debug";
                // 生成新的方法體,將原來(lái)的方法體置于其中
                StringBuilder builder = new StringBuilder();
                builder.append("public void ").append(newMethodName).append("(){\n");
                builder.append("System.out.println(\"" + method.getSimpleName() + " called.\");\n");
                builder.append("try{\n");
                builder.append(method.getSimpleName()).append("();\n");
                builder.append("}catch(Exception e){\n");
                builder.append("e.printStackTrace();\n");
                builder.append("}\n");
                builder.append("}");
                // 在原有類(lèi)中添加新的方法
                try {
                    JavaFileObject sourceFile = processingEnv.getFiler().createSourceFile(packageName + "." + className);
                    PrintWriter writer = new PrintWriter(sourceFile.openWriter());
                    writer.println("package " + packageName + ";\n");
                    writer.println("public class " + className + "{\n");
                    writer.println("private " + className + "(){}\n");
                    writer.println("public static void main(String[] args){new " + className + "()." + newMethodName + "();}");
                    processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "Generated Method: " + className + "." + newMethodName);
                    writer.println(builder.toString());
                    writer.println("}");
                    writer.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return true;
    }
}

4. 編譯時(shí)注解處理的使用方法

在被注解的方法上添加@DebugLog注解即可,在編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)生成新方法并輸出方法調(diào)用信息。

五、 編譯時(shí)注解處理的應(yīng)用

1. 利用編譯時(shí)注解處理進(jìn)行代碼生成

可以通過(guò)編寫(xiě)注解處理器在類(lèi)、方法、屬性等元素上添加相應(yīng)的注解,然后在編譯時(shí)通過(guò)反射機(jī)制動(dòng)態(tài)生成代碼。

2. 利用編譯時(shí)注解處理進(jìn)行代碼檢查與校驗(yàn)

可以編寫(xiě)注解處理器對(duì)注解元素進(jìn)行分析處理,實(shí)現(xiàn)代碼檢查與校驗(yàn)的功能。

3. 利用編譯時(shí)注解處理進(jìn)行代碼增強(qiáng)

通過(guò)注解處理器生成新代碼或修改原有代碼,以實(shí)現(xiàn)一些特定的功能。如在Java Web開(kāi)發(fā)中,可以通過(guò)注解處理器自動(dòng)生成Controller、Service、Dao等層級(jí)結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼,簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程。

到此這篇關(guān)于通過(guò)Java Reflection實(shí)現(xiàn)編譯時(shí)注解處理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Reflection注解內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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