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天天都在使用的 Java 注解，你真的了解它嗎？

2020-11-20    作者：鴨血粉絲    來(lái)源：Java極客技術(shù)    閱讀： 次

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「Java極客技術(shù)」，作者鴨血粉絲 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系Java極客技術(shù)公眾號(hào)。
Hello，大家好，我是阿粉，Java 的注解相信大家天天都在用，但是關(guān)于注解的原理，大家都了解嗎?這篇文章通過(guò)意見(jiàn)簡(jiǎn)單的示例給大家演示一下注解的使用和原理。
Java 元注解
注解(Annotation)是一種可以放在 Java 類(lèi)上，方法上，屬性上，參數(shù)前面的一種特殊的注釋?zhuān)脕?lái)注釋注解的注解叫做元注解。元注解我們平常不會(huì)編寫(xiě)，只需要添加到我們自己編寫(xiě)的注解上即可，。
Java 自帶的常用的元注解有@Target，@Retention，@Documented，@Inherited 分別有如下含義
@Target：標(biāo)記這個(gè)注解使用的地方，取值范圍在枚舉 java.lang.annotation.ElementType：TYPE,FIELD,METHOD,PARAMETER,CONSTRUCTOR,LOCAL_VARIABLE,ANNOTATION_TYPE,PACKAGE,TYPE_PARAMETER,TYPE_USE。
@Retention ：標(biāo)識(shí)這個(gè)注解的生命周期，取值范圍在枚舉 java.lang.annotation.RetentionPolicy，SOURCE,CLASS,RUNTIME，一般定義的注解都是在運(yùn)行時(shí)使用，所有要用 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME);
@Documented：表示注解是否包含到文檔中。
@Inherited ：使用@Inherited定義子類(lèi)是否可繼承父類(lèi)定義的Annotation。@Inherited僅針對(duì)@Target(ElementType.TYPE)類(lèi)型的annotation有效，并且僅針對(duì)class的繼承，對(duì)interface的繼承無(wú)效。
定義注解
上面介紹了幾個(gè)元注解，下面我們定義一個(gè)日志注解來(lái)演示一下，我們通過(guò)定義一個(gè)名為OperationLog 的注解來(lái)記錄一些通用的操作日志，比如記錄什么時(shí)候什么人查詢(xún)的哪個(gè)表的數(shù)據(jù)或者新增了什么數(shù)據(jù)。編寫(xiě)注解我們用的是 @interface 關(guān)鍵字，相關(guān)代碼如下：
package com.api.annotation; 
import java.lang.annotation.*; 
/** 
 * <br> 
 * <b>Function：</b><br> 
 * <b>Author：</b>@author 子悠<br> 
 * <b>Date：</b>2020-11-17 22:10<br> 
 * <b>Desc：</b>用于記錄操作日志<br> 
 */ 
@Target({ElementType.METHOD}) 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 
@Documented 
public @interface OperationLog { 
    /** 
     * 操作類(lèi)型 
     * 
     * @return 
     */ 
    String type() default OperationType.SELECT; 
    /** 
     * 操作說(shuō)明 
     * 
     * @return 
     */ 
    String desc() default ""; 
    /** 
     * 請(qǐng)求路徑 
     * 
     * @return 
     */ 
    String path() default ""; 
    /** 
     * 是否記錄日志，默認(rèn)是 
     * 
     * @return 
     */ 
    boolean write() default true; 
    /** 
     * 是否需要登錄信息 
     * 
     * @return 
     */ 
    boolean auth() default true; 
   /** 
     * 當(dāng) type 為 save 時(shí)必須 
     * 
     * @return 
     */ 
    String primaryKey() default ""; 
    /** 
     * 對(duì)應(yīng) service 的 Class 
     * 
     * @return 
     */ 
    Class<?> defaultServiceClass() default Object.class; 
} 
說(shuō)明
上面的注解，我們?cè)黾恿薂Target({ElementType.METHOD}) , @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME), @Documented 三個(gè)元注解，表示我們這個(gè)注解是使用在方法上的，并且生命周期是運(yùn)行時(shí)，而且可以記錄到文檔中。然后我們可以看到定義注解采用的u是@interface 關(guān)鍵字，并且我們給這個(gè)注解定義了幾個(gè)屬性，同時(shí)設(shè)置了默認(rèn)值。主要注意的是平時(shí)我們編寫(xiě)的注解一般必須設(shè)置@Target和@Retention，而且 @Retention一般設(shè)置為RUNTIME，這是因?yàn)槲覀冏远x的注解通常要求在運(yùn)行期讀取，另外一般情況下，不必寫(xiě)@Inherited。
使用
上面的動(dòng)作只是把注解定義出來(lái)了，但是光光定義出來(lái)是沒(méi)有用的，必須有一個(gè)地方讀取解析，才能提現(xiàn)出注解的價(jià)值，我們就采用 Spring 的 AOP 攔截這個(gè)注解，將所有攜帶這個(gè)注解的方法所進(jìn)行的操作都記錄下來(lái)。
package com.api.config; 
import lombok.extern.slf4j.Slf4j; 
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint; 
import org.aspectj.lang.annotation.Around; 
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect; 
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut; 
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature; 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; 
import org.springframework.core.annotation.Order; 
import org.springframework.stereotype.Component; 
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; 
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping; 
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest; 
import java.lang.reflect.Field; 
import java.lang.reflect.Method; 
import java.util.*; 
/** 
 * <br> 
 * <b>Function：</b><br> 
 * <b>Author：</b>@author 子悠<br> 
 * <b>Date：</b>2020-11-17 14:40<br> 
 * <b>Desc：</b>aspect for operation log<br> 
 */ 
@Aspect 
@Component 
@Order(-5) 
@Slf4j 
public class LogAspect { 
    /** 
     * Pointcut for methods which need to record operate log 
     */ 
    @Pointcut("within(com.xx.yy.controller..*) && @annotation(com.api.annotation.OperationLog)") 
    public void logAspect() { 
    } 
    /** 
     * record log for Admin and DSP 
     * 
     * @param joinPoint parameter 
     * @return result 
     * @throws Throwable 
     */ 
    @Around("logAspect()") 
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable { 
        Object proceed = null; 
        String classType = joinPoint.getTarget().getClass().getName(); 
        Class<?> targetCls = Class.forName(classType); 
        MethodSignature ms = (MethodSignature) joinPoint.getSignature(); 
        Method targetMethod = targetCls.getDeclaredMethod(ms.getName(), ms.getParameterTypes()); 
        OperationLog operation = targetMethod.getAnnotation(OperationLog.class); 
        if (null != operation && operation.write()) { 
            SysMenuOpLogEntity opLogEntity = new SysMenuOpLogEntity(); 
            StringBuilder change = new StringBuilder(); 
            if (StrUtil.isNotBlank(operation.type())) { 
                switch (operation.type()) { 
                    case OperationType.ADD: 
                        proceed = joinPoint.proceed(); 
                        String addString = genAddData(targetCls, operation.defaultServiceClass(), joinPoint.getArgs()); 
                        opLogEntity.setAfterJson(addString); 
                        change.append(OperationType.ADD); 
                        break; 
                    case OperationType.DELETE: 
                        String deleteString = autoQueryDeletedData(targetCls, operation.primaryKey(), operation.defaultServiceClass(), joinPoint.getArgs()); 
                        opLogEntity.setBeforeJson(deleteString); 
                        change.append(OperationType.DELETE); 
                        proceed = joinPoint.proceed(); 
                        break; 
                    case OperationType.EDIT: 
                        change.append(OperationType.EDIT); 
                        setOpLogEntity(opLogEntity, targetCls, operation.primaryKey(), operation.defaultServiceClass(), joinPoint.getArgs()); 
                        proceed = joinPoint.proceed(); 
                        break; 
                    case OperationType.SELECT: 
                        opLogEntity.setBeforeJson(getQueryString(targetCls, operation.defaultServiceClass(), joinPoint.getArgs())); 
                        change.append(operation.type()); 
                        proceed = joinPoint.proceed(); 
                        break; 
                    case OperationType.SAVE: 
                        savedDataOpLog(opLogEntity, targetCls, operation.primaryKey(), operation.defaultServiceClass(), joinPoint.getArgs()); 
                        change.append(operation.type()); 
                        proceed = joinPoint.proceed(); 
                        break; 
                    case OperationType.EXPORT: 
                    case OperationType.DOWNLOAD: 
                        change.append(operation.type()); 
                        proceed = joinPoint.proceed(); 
                        break; 
                    default: 
                } 
                opLogEntity.setExecType(operation.type()); 
            } 
            StringBuilder changing = new StringBuilder(); 
            if (StrUtil.isNotBlank(opLogEntity.getExecType())) { 
                if (operation.auth()) { 
                    LoginUserVO loginUser = getLoginUser(); 
                    if (null != loginUser) { 
                        opLogEntity.setUserId(loginUser.getUserId()); 
                        opLogEntity.setUserName(loginUser.getUserName()); 
                        changing.append(loginUser.getUserName()).append("-"); 
                    } else { 
                        log.error("用戶(hù)未登錄"); 
                    } 
                } 
                opLogEntity.setCreateTime(DateUtils.getCurDate()); 
                opLogEntity.setRemark(getOperateMenuName(targetMethod, operation.desc())); 
                opLogEntity.setPath(getPath(targetMethod, targetMethod.getName())); 
                opLogEntity.setChanging(changing.append(change).toString()); 
                menuOpLogService.save(opLogEntity); 
            } 
        } 
        return proceed; 
    } 
    /** 
     * query data by userId 
     * 
     * @param targetCls           class 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @return 
     * @throws Exception 
     */ 
    private String queryByCurrentUserId(Class<?> targetCls, Class<?> defaultServiceClass) throws Exception { 
        BaseService baseService = getBaseService(targetCls, defaultServiceClass); 
        LoginUserVO loginUser = dspBaseService.getLoginUser(); 
        if (null != loginUser) { 
            Object o = baseService.queryId(loginUser.getUserId()); 
            return JsonUtils.obj2Json(o); 
        } 
        return null; 
    } 
    /** 
     * return query parameter 
     * 
     * @param targetCls           class 
     * @param args                parameter 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @return 
     * @throws Exception 
     */ 
    private String getQueryString(Class<?> targetCls, Class<?> defaultServiceClass, Object[] args) { 
        if (args.length > 0) { 
            Class<?> entityClz = getEntityClz(targetCls, defaultServiceClass); 
            for (Object arg : args) { 
                if (arg.getClass().equals(entityClz) || arg instanceof BaseModel) { 
                    return JsonUtils.obj2Json(arg); 
                } 
            } 
        } 
        return null; 
    } 
    /** 
     * save record log while OperatorType is SAVE 
     * 
     * @param opLogEntity         entity 
     * @param targetCls           class 
     * @param primaryKey          primaryKey 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @param args                parameter 
     * @throws Exception 
     */ 
    private void savedDataOpLog(SysMenuOpLogEntity opLogEntity, Class<?> targetCls, String primaryKey, Class<?> defaultServiceClass, Object[] args) throws Exception { 
        Class<?> entityClz = getEntityClz(targetCls, defaultServiceClass); 
        BaseService baseService = getBaseService(targetCls, defaultServiceClass); 
        for (Object arg : args) { 
            if (arg.getClass().equals(entityClz)) { 
                if (StrUtil.isNotBlank(primaryKey)) { 
                    Field declaredField = entityClz.getDeclaredField(primaryKey); 
                    declaredField.setAccessible(true); 
                    Object primaryKeyValue = declaredField.get(arg); 
                    //if primary key is not null that means edit, otherwise is add 
                    if (null != primaryKeyValue) { 
                        //query data by primary key 
                        Object o = baseService.queryId(primaryKeyValue); 
                        opLogEntity.setBeforeJson(JsonUtils.obj2Json(o)); 
                    } 
                } 
                opLogEntity.setAfterJson(JsonUtils.obj2Json(arg)); 
            } 
        } 
    } 
    /** 
     * set parameter which edit data 
     * 
     * @param opLogEntity         entity 
     * @param targetCls           class 
     * @param primaryKey          primaryKey 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @param args                parameter 
     * @throws Exception 
     */ 
    private void setOpLogEntity(SysMenuOpLogEntity opLogEntity, Class<?> targetCls, String primaryKey, Class<?> defaultServiceClass, Object[] args) throws Exception { 
        Map<String, String> saveMap = autoQueryEditedData(targetCls, primaryKey, defaultServiceClass, args); 
        if (null != saveMap) { 
            if (saveMap.containsKey(ASPECT_LOG_OLD_DATA)) { 
                opLogEntity.setBeforeJson(saveMap.get(ASPECT_LOG_OLD_DATA)); 
            } 
            if (saveMap.containsKey(ASPECT_LOG_NEW_DATA)) { 
                opLogEntity.setBeforeJson(saveMap.get(ASPECT_LOG_NEW_DATA)); 
            } 
        } 
    } 
    /** 
     * query data for edit and after edit operate 
     * 
     * @param targetCls           class 
     * @param primaryKey          primaryKey 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @param args                parameter 
     * @return map which data 
     * @throws Exception 
     */ 
    private Map<String, String> autoQueryEditedData(Class<?> targetCls, String primaryKey, Class<?> defaultServiceClass, Object[] args) throws Exception { 
        if (StrUtil.isBlank(primaryKey)) { 
            throw new Exception(); 
        } 
        Map<String, String> map = new HashMap<>(16); 
        Class<?> entityClz = getEntityClz(targetCls, defaultServiceClass); 
        BaseService baseService = getBaseService(targetCls, defaultServiceClass); 
        for (Object arg : args) { 
            if (arg.getClass().equals(entityClz)) { 
                Field declaredField = entityClz.getDeclaredField(primaryKey); 
                declaredField.setAccessible(true); 
                Object primaryKeyValue = declaredField.get(arg); 
                //query the data before edit 
                if (null != primaryKeyValue) { 
                    //query data by primary key 
                    Object o = baseService.queryId(primaryKeyValue); 
                    map.put(ASPECT_LOG_OLD_DATA, JsonUtils.obj2Json(o)); 
                    map.put(ASPECT_LOG_NEW_DATA, JsonUtils.obj2Json(arg)); 
                    return map; 
                } 
            } 
        } 
        return null; 
    } 
    /** 
     * return JSON data which add operate 
     * 
     * @param targetCls           class 
     * @param args                parameter 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @return add data which will be added 
     * @throws Exception 
     */ 
    private String genAddData(Class<?> targetCls, Class<?> defaultServiceClass, Object[] args) throws Exception { 
        List<Object> parameter = new ArrayList<>(); 
        for (Object arg : args) { 
            if (arg instanceof HttpServletRequest) { 
            } else { 
                parameter.add(arg); 
            } 
        } 
        return JsonUtils.obj2Json(parameter); 
    } 
    /** 
     * query delete data before delete operate 
     * 
     * @param targetCls           class 
     * @param primaryKey          primaryKey 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @param ids                 ids 
     * @return delete data which will be deleted 
     * @throws Throwable 
     */ 
    private String autoQueryDeletedData(Class<?> targetCls, String primaryKey, Class<?> defaultServiceClass, Object[] ids) throws Throwable { 
        if (StrUtil.isBlank(primaryKey)) { 
            throw new OriginException(TipEnum.LOG_ASPECT_PRIMARY_KEY_NOT_EXIST); 
        } 
        //get service 
        BaseService baseService = getBaseService(targetCls, defaultServiceClass); 
        //get entity 
        Class<?> entityClz = getEntityClz(targetCls, defaultServiceClass); 
        //query deleted data by primary key 
        Query query = new Query(); 
        WhereOperator whereOperator = new WhereOperator(entityClz); 
        Set<Object> set = new HashSet<>(Arrays.asList((Object[]) ids[0])); 
        whereOperator.and(primaryKey).in(set.toArray()); 
        query.addWhereOperator(whereOperator); 
        List list = baseService.queryList(query); 
        return JsonUtils.obj2Json(list); 
    } 
    /** 
     * return service by targetCls 
     * 
     * @param targetCls           current controller class 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @return service instance 
     * @throws Exception 
     */ 
    private BaseService getBaseService(Class<?> targetCls, Class<?> defaultServiceClass) throws Exception { 
        //根據(jù)類(lèi)名拿到對(duì)應(yīng)的 service 名稱(chēng) 
        String serviceName = getServiceName(targetCls, defaultServiceClass); 
        BaseService baseService; 
        if (null != defaultServiceClass) { 
            baseService = (BaseService) ApplicationContextProvider.getBean(serviceName, defaultServiceClass); 
        } else { 
            Class<?> type = targetCls.getDeclaredField(serviceName).getType(); 
            baseService = (BaseService) ApplicationContextProvider.getBean(serviceName, type); 
        } 
        return baseService; 
    } 
    /** 
     * return service name 
     * 
     * @param targetCls           current controller class 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @return service name 
     */ 
    private String getServiceName(Class<?> targetCls, Class<?> defaultServiceClass) { 
        if (null != defaultServiceClass && Object.class != defaultServiceClass) { 
            return StrUtil.left(defaultServiceClass.getSimpleName(), 1).toLowerCase() + defaultServiceClass.getSimpleName().substring(1); 
        } 
        return StrUtil.left(targetCls.getSimpleName(), 1).toLowerCase() + targetCls.getSimpleName().substring(1).replace("Controller", "Service"); 
    } 
    /** 
     * return entity class 
     * 
     * @param targetCls           current controller class 
     * @param defaultServiceClass default service class 
     * @return entity class 
     * @throws Exception 
     */ 
    private Class<?> getEntityClz(Class<?> targetCls, Class<?> defaultServiceClass) { 
        try { 
            Class<?> type; 
            if (null != defaultServiceClass && Object.class != defaultServiceClass) { 
                type = defaultServiceClass; 
            } else { 
                type = targetCls.getDeclaredField(getServiceName(targetCls, null)).getType(); 
            } 
            String entityName = type.getName().replace("service", "entity").replace("Service", "Entity"); 
            Class<?> entityClz = Class.forName(entityName); 
            return entityClz; 
        } catch (Exception e) { 
            log.error("獲取 class 失敗"); 
        } 
        return null; 
    } 
    /** 
     * require path 
     * 
     * @param targetMethod target method 
     * @param defaultPath  default require path 
     * @return require path 
     */ 
    private String getPath(Method targetMethod, String defaultPath) { 
        String path = defaultPath; 
        PostMapping postMapping = targetMethod.getAnnotation(PostMapping.class); 
        GetMapping getMapping = targetMethod.getAnnotation(GetMapping.class); 
        RequestMapping requestMapping = targetMethod.getAnnotation(RequestMapping.class); 
        if (null != postMapping) { 
            path = postMapping.value()[0]; 
        } else if (null != getMapping) { 
            path = getMapping.value()[0]; 
        } else if (null != requestMapping) { 
            path = requestMapping.value()[0]; 
        } 
        return path; 
    } 
} 
上面的代碼中我們定義了一個(gè)切面指定需要攔截的包名和注解，因?yàn)樯婕暗胶芏鄻I(yè)務(wù)相關(guān)的代碼，所以不能完整的提供出來(lái)，但是整個(gè)思路就是這樣的，在每種操作類(lèi)型前后將需要記錄的數(shù)據(jù)查詢(xún)出來(lái)進(jìn)行記錄。代碼很長(zhǎng)主要是用來(lái)獲取相應(yīng)的參數(shù)值的，大家使用的時(shí)候可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行取舍。比如在新增操作的時(shí)候，我們將新增的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄下來(lái);編輯的時(shí)候?qū)⒕庉嬊暗臄?shù)據(jù)查詢(xún)出來(lái)和編輯后的數(shù)據(jù)一起保存起來(lái)，刪除也是一樣的，在刪除前將數(shù)據(jù)查詢(xún)出來(lái)保存到日志表中。
同樣導(dǎo)出和下載都會(huì)記錄相應(yīng)信息，整個(gè)操作類(lèi)型的代碼如下：
package com.api.annotation; 
/** 
 * <br> 
 * <b>Function：</b><br> 
 * <b>Author：</b>@author 子悠<br> 
 * <b>Date：</b>2020-11-17 22:11<br> 
 * <b>Desc：</b>無(wú)<br> 
 */ 
public interface OperationType { 
    /** 
     * 新增 
     **/ 
    String ADD = "add"; 
    /** 
     * 刪除 
     **/ 
    String DELETE = "delete"; 
    /** 
     * 使用實(shí)體參數(shù)修改 
     **/ 
    String EDIT = "edit"; 
    /** 
     * 查詢(xún) 
     **/ 
    String SELECT = "select"; 
    /** 
     * 新增和修改的保存方法，使用此類(lèi)型時(shí)必須配置主鍵字段名稱(chēng) 
     **/ 
    String SAVE = "save"; 
    /** 
     * 導(dǎo)出 
     **/ 
    String EXPORT = "export"; 
    /** 
     * 下載 
     **/ 
    String DOWNLOAD = "download"; 
} 
后續(xù)在使用的時(shí)候只需要在需要的方法上加上注解，填上相應(yīng)的參數(shù)即可@OperationLog(desc = "查詢(xún)單條記錄", path = "/data")
總結(jié)
注解一個(gè)我們天天再用的東西，雖然不難，但是我們卻很少自己去寫(xiě)注解的代碼，通過(guò)這篇文章能給大家展示一下注解的使用邏輯，希望對(duì)大家有幫助。Spring 中的各種注解本質(zhì)上也是這種邏輯都需要定義使用和解析。很多時(shí)候我們可以通過(guò)自定義注解去解決很多場(chǎng)景，比如日志，緩存等。


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