注解是 Java 5引入，用来为类、方法、字段和参数等Java结构 提供额外信息 的机制

@Override 仅对 Java编译器 有用，为Java编译器 引用一条新的编译规则 ，编译完成后，它的使命也结束了

Java的注解机制允许开发人员 自定义注解 ，这些自定义注解同样可以为Java编译器 添加编译规则

这种功能需要由开发人员提供，并且以 插件的形式 接入Java编译器中，这些插件被称之为 注解处理器

除了 引入新的编译规则 外，注解处理器还可以用于 修改已有的Java源文件 (不推荐)和 生成新的Java源文件

@Target(ElementType.METHOD)

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)

public @interface Override {

}

// 元注解@Target：用来限定目标注解所能标注的Java结构

// 元注解@Retention：用来限定目标注解的生命周期

// SOURCE：源代码，一旦源代码被编译为字节码，注解便会被擦除

// CLASS：源代码+字节码

// RUNTIME：源代码+字节码+运行时

原理 + 用途

编译过程

将源文件解析为 抽象语法树

调用已注册的 注解处理器

如果该过程 生成了新的源文件 ，编译器将重复第1、2步

每次重复成为 一轮

第一轮解析处理的是输入至编译器中的已有源文件

当注解处理器不再生成新的源文件，将进入最后一轮

生成 字节码

主要用途

定义编译规则，并检查被编译的源文件

修改已有源代码，涉及Java编译器的内部API，不推荐

生成新的源代码

定义编译规则

import java.lang.annotation.*;

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD})

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)

public @interface CheckGetter {

}

CheckGetter的目的：遍历被标注的类中的实例字段，并检查有没有对应的getter方法

实现注解处理器

Processor接口

public interface Processor {

void init(ProcessingEnvironment processingEnv);

Set getSupportedAnnotationTypes();

SourceVersion getSupportedSourceVersion();

boolean process(Set extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv);

...

}

init：注解处理器的初始化代码

不采用 构造器 的原因是在Java编译器中， 注解处理器实例是通过反射生成的

因此每个注解处理器类都需要定义一个 无参构造器

通常来说不需要声明任何构造器，而是 依赖于Java编译器自动插入一个无参构造器

具体的初始化代码，放入 init 方法中

getSupportedAnnotationTypes：返回该注解处理器 所支持的注解类型

getSupportedSourceVersion：返回该注解处理器 所支持的Java版本 ，通常需要 与Java编译器的版本一致

process：最为 关键 的注解处理方法

AbstractProcessor抽象类

AbstractProcessor 实现了 init ， getSupportedAnnotationTypes 和 getSupportedSourceVersion 方法

它的子类可以通过 @SupportedAnnotationTypes 和 @SupportedSourceVersion 注解来声明所支持的 注解类型 以及 Java版本

import javax.annotation.processing.*;

import javax.lang.model.SourceVersion;

import javax.lang.model.element.*;

import javax.lang.model.util.ElementFilter;

import javax.tools.Diagnostic;

import java.util.Set;

@SupportedAnnotationTypes("CheckGetter")

@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_8)

public class CheckGetterProcessor extends AbstractProcessor {

@Override

public boolean process(Set extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {

// annotations：该注解处理器所能处理的注解类型

// roundEnv：囊括当前轮生成的抽象语法树RoundEnvironment

// roundEnv.getElementsAnnotatedWith(CheckGetter.class) -> 获取所有被@CheckGetter注解的类

for (TypeElement annotatedClass : ElementFilter.typesIn(roundEnv.getElementsAnnotatedWith(CheckGetter.class))) {

for (VariableElement field : ElementFilter.fieldsIn(annotatedClass.getEnclosedElements())) {

if (!containsGetter(annotatedClass, field.getSimpleName().toString())) {

processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR,

String.format("getter not fund for '%s.%s'.", annotatedClass.getSimpleName(),

field.getSimpleName()));

}

}

}

return false;

}

private static boolean containsGetter(TypeElement typeElement, String name) {

// 拼接getter名称

String getter = "get" + name.substring(0, 1).toUpperCase() + name.substring(1).toLowerCase();

for (ExecutableElement executableElement : ElementFilter.methodsIn(typeElement.getEnclosedElements())) {

if (!executableElement.getModifiers().contains(Modifier.STATIC)

&& executableElement.getSimpleName().toString().equals(getter)

&& executableElement.getParameters().isEmpty()) {

return true;

}

}

return false;

}

}

process方法涉及处理各种不同类型的Element，分别指代Java程序的各个 结构

// package me.zhongmingmao.advanced.annotation; // PackageElement

@CheckGetter

public class Foo { // TypeElement

int a; // VariableElement

static int b; // VariableElement

Foo() { // ExecutableElement

}

void setA( // ExecutableElement

int newA // VariableElement

) {

}

}

Java结构之间也存在从属关系， TypeElement.getEnclosedElements() 将获取 字段，构造器和方法

注册

在将注解处理器编译成class文件后，就可以将其 注册为Java编译器的插件 ，并用来 处理其他源代码

$ ll

total 24

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 147B 1 7 22:53 CheckGetter.java

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 2.0K 1 7 22:54 CheckGetterProcessor.java

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 316B 1 7 22:55 Foo.java

$ javac CheckGetter.java CheckGetterProcessor.java

$ javac -cp . -processor CheckGetterProcessor Foo.java

错误: getter not fund for 'Foo.a'.

错误: getter not fund for 'Foo.b'.

2 个错误

$ ll

total 40

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 385B 1 7 22:57 CheckGetter.class

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 147B 1 7 22:53 CheckGetter.java

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 3.1K 1 7 22:57 CheckGetterProcessor.class

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 2.0K 1 7 22:54 CheckGetterProcessor.java

-rw-r--r-- 1 zhongmingmao staff 316B 1 7 22:55 Foo.java

修改与生成源代码

注解处理器并 不能真正地修改源代码

实际修改的是 由Java源代码生成的抽象语法树

在其中修改已有的树节点或者插入新的树节点，从而使生成的字节码发生变化

对抽象语法树的修改涉及了 Java编译器的内部API ，很可能 随版本变更而失效 ，不推荐

样例：lombok

相对于修改源代码，用注解处理器 生成源代码更为常用

转载请注明出处：http://zhongmingmao.me/2019/01/07/jvm-advanced-annotation-processor/

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