深入理解Spring中的注解

概述

Spring中的注解大概可以分为两类：

1. Spring的bean容器相关的注解，或者说bean工厂相关的注解；
2. Springmvc相关的注解。

Spring的bean容器相关的注解有：
@Required,
@Autowired,
@PostConstruct,
@PreDestory,
还有Spring3.0开始支持的JSR-330标准javax.inject.*中的注解：
@Inject,
@Named,
@Qualifer,
@Provider,
@Scope,
@Singleton。

Springmvc相关的注解有：
@Controller,
@RequestMapping,
@RequestParam,
@ResponseBody
等等。

要理解Spring中的注解，先要理解Java中的注解。

Java中的注解

@Override

Jdk1.5开始引入注解，最熟悉常见的应该是@Override，它的定义如下：

/**
 * Indicates that a method declaration is intended to override a
 * method declaration in a supertype. If a method is annotated with
 * this annotation type compilers are required to generate an error
 * message unless at least one of the following conditions hold:
 * The method does override or implement a method declared in a
 * supertype.
 * The method has a signature that is override-equivalent to that of
 * any public method declared in Object.
 *
 * @author  Peter von der Ahé
 * @author  Joshua Bloch
 * @jls 9.6.1.4 @Override
 * @since 1.5
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

从注释可以看出，@Override的作用是，提示编译器，使用了@Override注解的方法必须override父类或者java.lang.Object中的一个同名方法。我们看到@Override的定义中使用到了 @Target, @Retention，它们就是所谓的“元注解”——就是定义注解的注解，或者说注解注解的注解。

@Retention

看下@Retention注解定义：

/**
 * Indicates how long annotations with the annotated type are to
 * be retained.  If no Retention annotation is present on
 * an annotation type declaration, the retention policy defaults to
 * RetentionPolicy.CLASS.
 */
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Retention {
    /**
     * Returns the retention policy.
     * @return the retention policy
     */
    RetentionPolicy value();
}

@Retention用于提示注解被保留多长时间，有三种取值：

public enum RetentionPolicy {
    /**
     * Annotations are to be discarded by the compiler.
     */
    SOURCE,
    /**
     * Annotations are to be recorded in the class file by the compiler
     * but need not be retained by the VM at run time.  This is the default
     * behavior.
     */
    CLASS,
    /**
     * Annotations are to be recorded in the class file by the compiler and
     * retained by the VM at run time, so they may be read reflectively.
     *
     * @see java.lang.reflect.AnnotatedElement
     */
    RUNTIME
}

RetentionPolicy.SOURCE 保留在源码级别，被编译器抛弃(@Override就是此类)；
RetentionPolicy.CLASS被编译器保留在编译后的类文件级别，但是被虚拟机丢弃；
RetentionPolicy.RUNTIME保留至运行时，可以被反射读取。

@Target

package java.lang.annotation;

/**
 * Indicates the contexts in which an annotation type is applicable. The
 * declaration contexts and type contexts in which an annotation type may be
 * applicable are specified in JLS 9.6.4.1, and denoted in source code by enum
 * constants of java.lang.annotation.ElementType
 * @since 1.5
 * @jls 9.6.4.1 @Target
 * @jls 9.7.4 Where Annotations May Appear
 */
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Target {
    /**
     * Returns an array of the kinds of elements an annotation type
     * can be applied to.
     * @return an array of the kinds of elements an annotation type
     * can be applied to
     */
    ElementType[] value();
}

@Target用于提示该注解使用的地方，取值有：

public enum ElementType {
    /** Class, interface (including annotation type), or enum declaration */
    TYPE,
    /** Field declaration (includes enum constants) */
    FIELD,
    /** Method declaration */
    METHOD,
    /** Formal parameter declaration */
    PARAMETER,
    /** Constructor declaration */
    CONSTRUCTOR,
    /** Local variable declaration */
    LOCAL_VARIABLE,
    /** Annotation type declaration */
    ANNOTATION_TYPE,
    /** Package declaration */
    PACKAGE,
    /**
     * Type parameter declaration
     * @since 1.8
     */
    TYPE_PARAMETER,
    /**
     * Use of a type
     * @since 1.8
     */
    TYPE_USE
}

分别表示该注解可以被使用的地方：

1) 类,接口,注解,enum;
2) 属性域；
3）方法；
4）参数；
5）构造函数；
6）局部变量；
7）注解类型；
8）包。

所以：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

表示 @Override 只能使用在方法上，保留在源码级别，被编译器处理，然后抛弃掉。

@Documented

/**
 * Indicates that annotations with a type are to be documented by javadoc
 * and similar tools by default.  This type should be used to annotate the
 * declarations of types whose annotations affect the use of annotated
 * elements by their clients.  If a type declaration is annotated with
 * Documented, its annotations become part of the public API
 * of the annotated elements.
 */
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE)
public @interface Documented {
}

表示注解是否能被 javadoc 处理并保留在文档中。

使用 元注解 来自定义注解 和 处理自定义注解

有了元注解，就可以使用它来自定义我们需要的注解。结合自定义注解和AOP或者过滤器，十分强大。比如可以使用注解来实现权限的细粒度的控制——在类或者方法上使用权限注解，然后在AOP或者过滤器中进行拦截处理。下面是一个关于登录的权限的注解的实现：

/**
 * 不需要登录注解
 */
@Target({ ElementType.METHOD, ElementType.TYPE })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface NoLogin {
}

自定义了一个注解 @NoLogin, 可以被用于 方法 和 类 上，注解一直保留到运行期，可以被反射读取到。该注解的含义是：被 @NoLogin 注解的类或者方法，即使用户没有登录，也是可以访问的。下面就是对注解进行处理了：

/**
 * 检查登录拦截器
 * 如不需要检查登录可在方法或者controller上加上@NoLogin
 */
public class CheckLoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(CheckLoginInterceptor.class);

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
                             Object handler) throws Exception {
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            logger.warn("当前操作handler不为HandlerMethod=" + handler.getClass().getName() + ",req="
                        + request.getQueryString());
            return true;
        }
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        String methodName = handlerMethod.getMethod().getName();
        // 判断是否需要检查登录
        NoLogin noLogin = handlerMethod.getMethod().getAnnotation(NoLogin.class);
        if (null != noLogin) {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("当前操作methodName=" + methodName + "不需要检查登录情况");
            }
            return true;
        }
        noLogin = handlerMethod.getMethod().getDeclaringClass().getAnnotation(NoLogin.class);
        if (null != noLogin) {
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("当前操作methodName=" + methodName + "不需要检查登录情况");
            }
            return true;
        }
        if (null == request.getSession().getAttribute(CommonConstants.SESSION_KEY_USER)) {
            logger.warn("当前操作" + methodName + "用户未登录,ip=" + request.getRemoteAddr());
            response.getWriter().write(JsonConvertor.convertFailResult(ErrorCodeEnum.NOT_LOGIN).toString()); // 返回错误信息
            return false;
        }
        return true;
    }
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
                           Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
    }
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
                                Object handler, Exception ex) throws Exception {
    }
}

上面我们定义了一个登录拦截器，首先使用反射来判断方法上是否被 @NoLogin 注解：

NoLogin noLogin = handlerMethod.getMethod().getAnnotation(NoLogin.class);
然后判断类是否被 @NoLogin注解：

noLogin = handlerMethod.getMethod().getDeclaringClass().getAnnotation(NoLogin.class);

如果被注解了，就返回 true，如果没有被注解，就判断是否已经登录，没有登录则返回错误信息给前台和false.
这是一个简单的使用 注解 和 过滤器 来进行权限处理的例子。扩展开来，那么我们就可以使用注解，来表示某方法或者类，只能被具有某种角色，或者具有某种权限的用户所访问，然后在过滤器中进行判断处理。

Spring的bean容器相关的注解

1. @Autowired 是我们使用得最多的注解，其实就是 autowire=byType 就是根据类型的自动注入依赖（基于注解的依赖注入），可以被使用在属性域，方法，构造函数上。

2. @Qualifier 就是 autowire=byName, @Autowired注解判断多个bean类型相同时，就需要使用 @Qualifier("xxBean") 来指定依赖的bean的id：

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class HelloController {
    @Autowired
    @Qualifier("userService")
    private UserService userService;

3. @Resource 属于JSR-250标准，用于属性域和方法上。也是 byName 类型的依赖注入。使用方式：@Resource(name="xxBean"). 不带参数的 @Resource 默认值类名首字母小写。

4. JSR-330标准javax.inject.*中的注解(@Inject, @Named, @Qualifier, @Provider, @Scope, @Singleton)。@Inject就相当于@Autowired, @Named 就相当于 @Qualifier, 另外 @Named 用在类上还有 @Component的功能。

5. @Component, @Controller, @Service, @Repository, 这几个注解不同于上面的注解，上面的注解都是将被依赖的bean注入进来，而这几个注解的作用都是生产bean, 这些注解都是注解在类上，将类注解成spring的bean工厂中一个一个的bean。@Controller, @Service, @Repository基本就是语义更加细化的@Component。

6. @PostConstruct 和 @PreDestroy 不是用于依赖注入，而是bean 的生命周期。类似于 init-method(InitializeingBean)和destory-method(DisposableBean)。

Spring中注解的处理

spring中注解的处理基本都是通过实现接口 BeanPostProcessor 来进行的：

public interface BeanPostProcessor {
    Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
    Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException;
}

相关的处理类有：
AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，
CommonAnnotationBeanPostProcessor，
PersistenceAnnotationBeanPostProcessor，
RequiredAnnotationBeanPostProcessor。

这些处理类，可以通过 <context:annotation-config/> 配置 隐式的配置进spring容器。这些都是依赖注入的处理，还有生产bean的注解(@Component， @Controller, @Service, @Repository)的处理：

<context:component-scan base-package="net.aazj.service,net.aazj.aop" />

这些都是通过指定扫描的基包路径来进行的，将他们扫描进spring的bean容器。注意 <context:component-scan/> 也会默认将 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor，CommonAnnotationBeanPostProcessor 配置进来。所以<context:annotation-config/>是可以省略的。另外<context:component-scan/>也可以扫描@Aspect风格的AOP注解，但是需要在配置文件中加入 <aop:aspectj-autoproxy/>进行配合。

Spring注解和JSR-330标准注解的区别