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Java注解與原理分析

開發(fā) 前端
在數(shù)據(jù)處理的邏輯中,經(jīng)常有這樣一種場景,同一份數(shù)據(jù)要動態(tài)推送到多種數(shù)據(jù)源中存儲,比如常見的MySQL表和ES索引雙寫模式,這就需要對實體對象做不同的解析邏輯。

服務(wù)運行時,結(jié)合AOP切面編程實現(xiàn)方法的日志采集;

二、注解原理

先來看一個簡單的注解使用案例,再細(xì)致地分析其中原理,案例并不復(fù)雜,就是常見的標(biāo)注與解析兩個關(guān)鍵動作;

public class LogInfo {
@SystemLog(model = "日志模塊")
public static void main(String[] args) {
// 生成代理文件
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
// 反射機制
Method[] methods = LogInfo.class.getMethods();
for (Method method:methods){
SystemLog systemLog = method.getAnnotation(SystemLog.class) ;
if (systemLog != null){
// 動態(tài)代理:com.sun.proxy.$Proxy2
System.out.println(systemLog.getClass().getName());
System.out.println(systemLog.model());
}
}
}
}

這里涉及到兩個核心概念:反射機制、動態(tài)代理;反射機制可以在程序運行時獲取類的完整結(jié)構(gòu)信息,代理模式給目標(biāo)對象提供一個代理對象,由代理對象持有目標(biāo)對象的引用;

案例中通過反射機制,在程序運行時進行注解的獲取和解析,值得關(guān)注的是systemLog對象的類名,輸出的是代理類信息;

案例執(zhí)行完畢后,會在代碼工程的目錄下生成代理類,可以查看$Proxy2文件;

public final class $Proxy2 extends Proxy implements SystemLog {
public final String model() throws {
try {
return (String)super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
}

在對SystemLog解析的過程中,實際上是在使用注解的代理類,$Proxy2繼承了Proxy類并實現(xiàn)了SystemLog接口,并且重寫了相關(guān)方法;有關(guān)反射和代理的邏輯,在之前的內(nèi)容中有詳說,此處不贅述;

值得一看是代理類中invoke方法調(diào)用,具體的處理邏輯在AnnotationInvocationHandler類的invoke方法中,會對注解原生方法和自定義方法做判斷,并對原生方法提供實現(xiàn);

三、常用注解

1、JDK注解

在JDK中有多個注解是經(jīng)常使用的,例如Override、Deprecated、SuppressWarnings等;

  • Override:判斷方法是否為重寫方法;
  • Deprecated:標(biāo)記過時的API,繼續(xù)使用會警告;
  • FunctionalInterface:檢驗是否為函數(shù)式接口;
  • SuppressWarnings:代碼的警告會靜默處理;

這里注意FunctionalInterface注解,從1.8開始引入,檢驗是否為函數(shù)式接口,即接口只能有一個抽象方法,否則編譯報錯;

2、Lombok注解

在具體的看Lombok組件之前,需要先了解一個概念:代碼編譯;在open-jdk的描述文檔中大致分為三個核心階段;

第一步:讀取命令行上指定的所有源文件,解析為語法樹,進行符號表填充;

第二步:調(diào)用注解處理器,如果處理器生成任何新的源文件或類文件,編譯會重新啟動;

第三步:分析器創(chuàng)建的語法樹被分析并轉(zhuǎn)換為類文件;

更多細(xì)節(jié)說明可以參考o(jì)penjdk文檔中Compiler模塊的內(nèi)容,下面再回到Lombok組件上;

Lombok組件在代碼工程中的使用非常頻繁,通過注解的方式極大的簡化Java中Bean對象的編寫,提高了效率并且讓源碼顯得簡潔;

這里用一段簡單的代碼演示其效果,在IdKey的類中通過三個常用的Lombok注解,替代了類中很多基礎(chǔ)方法的顯式生成,查看編譯后的文件實際是存在相關(guān)方法的;

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class IdKey {
private Integer id ;
private String key ;

public static void main(String[] args) {
IdKey idKey01 = new IdKey(1,"cicada") ;
System.out.println(idKey01);
idKey01.setId(2);
idKey01.setKey("smile");
System.out.println(idKey01);
}
}

這里需要了解JDK中注解處理器的相關(guān)源碼,AbstractProcessor作為超類,編譯器在編譯時會去檢查該類的子類,子類中最核心的是process方法;

-- 1、Lombok處理器
@SupportedAnnotationTypes("*")
public class LombokProcessor extends AbstractProcessor {
private JavacTransformer transformer;
@Override
public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
transformer.transform(prio, javacProcessingEnv.getContext(), cusForThisRound, cleanup);
}
}

-- 2、AST抽象樹
public class JavacTransformer {
public void transform(long priority, Context context, List<JCTree.JCCompilationUnit> compilationUnits,
CleanupRegistry cleanup) {
JavacAST ast = new JavacAST(messager, context, unit, cleanup);
ast.traverse(new AnnotationVisitor(priority));
handlers.callASTVisitors(ast, priority);
}
}

-- 3、注解處理抽象類
public abstract class JavacAnnotationHandler<T extends Annotation> {
public abstract void handle(AnnotationValues<T> annotation, JCAnnotation ast, JavacNode annotationNode);
}

-- 4、Getter注解處理
public class HandleGetter extends JavacAnnotationHandler<Getter> {
@Override
public void handle(AnnotationValues<Getter> annotation, JCTree.JCAnnotation ast, JavacNode annotationNode) {
JavacNode node = annotationNode.up();
List<JCTree.JCAnnotation> onMethod = unboxAndRemoveAnnotationParameter(ast, "onMethod", "@Getter(onMethod", annotationNode);
switch (node.getKind()) {
case FIELD:
createGetterForFields(level, fields, annotationNode, true, lazy, onMethod);
break;
}
}
}

IdKey類從簡潔的源碼編譯為復(fù)雜的字節(jié)碼文件,通過注解對結(jié)構(gòu)處理時關(guān)聯(lián)一個核心概念,叫AST抽象樹,會涉及到很多語法、詞法的解析邏輯;

四、自定義注解

在系統(tǒng)開發(fā)中通過自定義注解可以處理各種麻煩的重復(fù)邏輯,其最明顯的好處就是可以大量地消除冗余的代碼塊;

1、同步控制

代碼中可能存在很多方法是限制重復(fù)請求的,加鎖處理是很常用的手段,此時完全可以通過注解結(jié)合AOP切面編程簡化代碼的復(fù)雜程度;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface SyncLock {
String lockKey(); // 鎖的Key
int time () default 3000 ; // 有效時間
int retryNum () default 3 ; // 重試次數(shù)
}

通過注解標(biāo)記在方法上,可以極大簡化同步鎖的編碼步驟,只是在讀取KEY的時候需要設(shè)計好解析規(guī)則,結(jié)合反射原理進行獲取即可;

基于相同的原理,也適應(yīng)與日志采集、系統(tǒng)告警等功能,在之前的內(nèi)容中都有詳細(xì)的總結(jié);

2、類型引擎

在數(shù)據(jù)處理的邏輯中,經(jīng)常有這樣一種場景,同一份數(shù)據(jù)要動態(tài)推送到多種數(shù)據(jù)源中存儲,比如常見的MySQL表和ES索引雙寫模式,這就需要對實體對象做不同的解析邏輯;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface BizType {
EsIndexEnum esIndexEnum () ; // ES索引解析適配
MySqlTableEnum mySqlTableEnum () ; // MySQL表解析適配
ExcelEnum excelEnum () ; // Excel解析適配
}

首先聲明一個類型解析的注解,可以標(biāo)記在實體對象的字段屬性上,然后根據(jù)各種數(shù)據(jù)源的類型枚舉,去適配不同解析工廠的執(zhí)行邏輯,比如常用數(shù)據(jù)類型、格式、或者完全自定義。


責(zé)任編輯:武曉燕 來源: 今日頭條
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