编辑“︁注解原理与应用”︁

{{DISPLAYTITLE:注解原理与应用}}  
== 简介 ==  
'''注解（Annotation）'''是Java 5引入的一种元数据机制，用于为代码提供附加信息。注解本身不直接影响程序逻辑，但可以通过反射或编译器处理实现特定功能（如代码生成、配置管理、框架集成等）。  

=== 核心特性 ===  
* '''编译时处理'''：通过APT（Annotation Processing Tool）生成代码（如Lombok的<code>@Data</code>）。  
* '''运行时反射'''：通过<code>java.lang.reflect</code>读取注解信息（如Spring的<code>@Autowired</code>）。  
* '''标记与配置'''：简化代码声明（如<code>@Override</code>、<code>@Deprecated</code>）。  

== 注解原理 ==  
=== 注解的本质 ===  
注解是继承自<code>java.lang.annotation.Annotation</code>的接口，其行为由JVM和编译器共同控制。  

<mermaid>  
classDiagram  
    class Annotation {  
        <<interface>>  
        +annotationType() Class<? extends Annotation>  
    }  
    class RetentionPolicy {  
        <<enum>>  
        SOURCE, CLASS, RUNTIME  
    }  
    class ElementType {  
        <<enum>>  
        TYPE, FIELD, METHOD,...  
    }  
    Annotation <|-- UserDefinedAnnotation  
    RetentionPolicy --> UserDefinedAnnotation  
    ElementType --> UserDefinedAnnotation  
</mermaid>  

=== 元注解 ===  
定义注解行为的注解：  
* <code>@Retention</code>：指定生命周期（SOURCE/CLASS/RUNTIME）。  
* <code>@Target</code>：指定作用目标（类/方法/字段等）。  
* <code>@Documented</code>：是否包含在Javadoc中。  
* <code>@Inherited</code>：是否允许子类继承。  

<syntaxhighlight lang="java">  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Target(ElementType.METHOD)  
public @interface LogExecutionTime {  
    String value() default "defaultTask";  
}  
</syntaxhighlight>  

== 注解应用 ==  
=== 自定义注解示例 ===  
以下是一个记录方法执行时间的注解实现：  

<syntaxhighlight lang="java">  
public class PerformanceMonitor {  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        MyService service = new MyService();  
        Method method = service.getClass().getMethod("doTask");  
        if (method.isAnnotationPresent(LogExecutionTime.class)) {  
            long start = System.currentTimeMillis();  
            method.invoke(service);  
            long end = System.currentTimeMillis();  
            System.out.println("Execution time: " + (end - start) + "ms");  
        }  
    }  
}  

class MyService {  
    @LogExecutionTime("task1")  
    public void doTask() throws InterruptedException {  
        Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作  
    }  
}  
</syntaxhighlight>  

'''输出'''：  
<pre>  
Execution time: 1002ms  
</pre>  

=== 框架中的应用 ===  
* '''Spring'''：<code>@Controller</code>、<code>@RequestMapping</code>通过反射解析路由。  
* '''JUnit'''：<code>@Test</code>标记测试方法。  
* '''Hibernate'''：<code>@Entity</code>定义数据库映射。  

== 高级主题 ==  
=== 注解处理器 ===  
通过继承<code>AbstractProcessor</code>实现编译时处理：  

<syntaxhighlight lang="java">  
@SupportedAnnotationTypes("com.example.LogExecutionTime")  
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_8)  
public class LogProcessor extends AbstractProcessor {  
    @Override  
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment env) {  
        // 生成代码或报告编译错误  
        return true;  
    }  
}  
</syntaxhighlight>  

=== 性能考虑 ===  
* 运行时反射读取注解会有性能开销，高频调用场景需缓存结果。  
* 编译时处理（如Lombok）无运行时开销。  

== 常见问题 ==  
=== Q1：注解能继承吗？===  
默认不能，除非使用<code>@Inherited</code>元注解（仅对类生效）。  

=== Q2：注解可以嵌套吗？===  
可以，但需将注解类型作为成员变量：  
<syntaxhighlight lang="java">  
public @interface NestedAnnotation {  
    LogExecutionTime logConfig();  
}  
</syntaxhighlight>  

== 总结 ==  
注解是Java中强大的元编程工具，广泛应用于框架开发、代码检查和配置管理。理解其原理和生命周期（SOURCE/CLASS/RUNTIME）是高效使用的关键。

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