Java5.0的元注解(meta-annotations)

许多API都需要为数不少的“模板式”的代码，比如，如果想写一个JAX-RPC（JAX-RPC即Java API for XML-Based RPC－译注）的web service，你需要提供一对接口及其实现程序。如果程序本身能被表明哪些方法可以由远程访问的注释所“修饰”的话，那么这种“模板式”的代码就可以用工具自动生成。

另一些API需要在维护程序的同时维护一些“辅助”文件，比如，维护JavaBean的同时需要维护BeanInfo类，Enterprise JavaBeans (EJB) 则需要部署说明档（deployment descriptor）。如果这些辅助信息能在程序中作为注解来维护，就会方便地多，并且也不容易犯错。

Java平台已经提供了几种不同的注解机制。比如transient修饰符就是一种特别的注解，标明被修饰的字段在序列化的子系统应该被忽略，@deprecated 作为javadoc的特殊标签，标明该方法不应该再用。在5.0版本中，Java平台提供了一种一般性的注解（即元数据metadata）机制，允许你自定义注解类型和使用该类型。该机制包含注解的定义语法、声明语法、读取注解的API、注解的代理类文件以及注解的一个处理工具。

注解并不直接对程序语义产生影响，但是会对工具或库在处理程序的方式上时产生影响，进而影响程序在运行时的语义。注解可以从源文件或类文件中读取，甚至在运行时以反射方式读取。

注解是对javadoc标签的补充。一般而言，如果标注的目的是影响或产生文档，那么就该用javadoc标签，否则就用注解。典型的应用程序的程序员永远不必自己定义一个注解类型，但其实真要做也不难。注解类型的定义跟接口定义相似，只是需要在inteface关键字前面加一个at符(@)，声明一个方法即为注解类型定义一个元素。方法声明时不允许有参数或throw语句，返回值类型被限定为原始数据类型、字符串String、Class、枚举 enums、注解类型，或前面这些的数组，方法可以有默认值，下面是一个定义注解类型的例子：

    /**
     * Describes the Request-For-Enhancement(RFE) that led
     * to the presence of the annotated API element.
     */
    public @interface RequestForEnhancement {
        int    id();
        String synopsis();
        String engineer() default "[unassigned]";
        String date();    default "[unimplemented]";
    }

一旦完成定义，就可以使用它做注解声明。注解是一个特殊的修饰符，可以和其他修饰符一样（如public,static,final）用在各种地方。为方便计，注解一般放在最前面。注解修饰符由@符号、注解类型名和括号括起来的元素名/值对组成。下面这个例子声明一个方法使用了上面所定义的注解。

    @RequestForEnhancement(
        id       = 2868724,
        synopsis = "Enable time-travel",
        engineer = "Mr. Peabody",
        date     = "4/1/3007"
    )
    public static void travelThroughTime(Date destination) { ... }

注解类型如果不含任何元素，被称为“标记”注解类型，如：

    /**
     * Indicates that the specification of the annotated API element
     * is preliminary and subject to change.
     */
    public @interface Preliminary { }

“标记”注解类型允许忽略括号，如下：

    @Preliminary public class TimeTravel { ... }

如果注解只有一个元素，那么该元素应该被命名为value,如下：

    /**
     * Associates a copyright notice with the annotated API element.
     */
    public @interface Copyright {
        String value();
    }

如果注解只有一个元素，并且元素名为value，那么元素名和等号(=)都可以忽略不写，如下：

    @Copyright("2002 Yoyodyne Propulsion Systems")
    public class OscillationOverthruster { ... }

我们将建一个简单的基于注解的测试框架，将前面所讲的合起来用。首先我们定义一个“标记”注解类型，来说明某个方法是一个测试方法，需要被测试工具执行：

    import java.lang.annotation.*;

    /**
     * Indicates that the annotated method is a test method.
     * This annotation should be used only on parameterless static methods.
     */
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.METHOD)
    public @interface Test { }

注意这个注解本身也是被注解的。这些注解被称为“元注解” (meta-annotations). 第一个(@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)) 表示注解由虚拟机保留，可以在运行时通过反射读取；第二个(@Target(ElementType.METHOD)) 表示注解只能用在方法上。

下面是一个例子程序，其中的一些方法由上面所定义的注解来修饰：

    public class Foo {
        @Test public static void m1() { }
        public static void m2() { }
        @Test public static void m3() {
            throw new RuntimeException("Boom");
        }
        public static void m4() { }
        @Test public static void m5() { }
        public static void m6() { }
        @Test public static void m7() {
            throw new RuntimeException("Crash");
        }
        public static void m8() { }
    }

下面是测试工具程序：

    import java.lang.reflect.*;

    public class RunTests {
       public static void main(String[] args) throws Exception {
          int passed = 0, failed = 0;
          for (Method m : Class.forName(args[0]).getMethods()) {
             if (m.isAnnotationPresent(Test.class)) {
                try {
                   m.invoke(null);
                   passed++;
                } catch (Throwable ex) {
                   System.out.printf("Test %s failed: %s %n", m, ex.getCause());
                   failed++;
                }
             }
          }
          System.out.printf("Passed: %d, Failed %d%n", passed, failed);
       }
    }

这个工具程序将一个类名作为命令行运行时的参数，然后遍历该类的所有方法，并尝试调用每一个被“Test”注解（就是上面所定义的）所修饰的方法。那行绿色的代码以反射调用方式查找方法是否被“Test”注解所修饰。如果调用测试方法时抛出异常，就认为测试失败，测试失败的信息就会打印出来。最后作为总结，测试失败的方法个数和测试成功的方法个数也会打印出来。下面是对Foo程序（就是上面那个）运行测试工具得到的结果：

    $ java RunTests Foo
    Test public static void Foo.m3() failed: java.lang.RuntimeException: Boom
    Test public static void Foo.m7() failed: java.lang.RuntimeException: Crash
    Passed: 2, Failed 2

这个测试工具无疑是个玩具程序，但它表明了注解的强大，并能很容易的扩展为一个有用的工具。