java什么叫元数据 java元数据是什么意思

1，注解的概念

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1.1 什么是注解

Annotation（注解）就是 Java 提供了一种元程序中的元素关联任何信息和任何元数据（metadata）的途径和方法。Annotation（注解）是一个接口，程序可以通过反射来获取指定程序元素的 Annotation 对象，然后通过 Annotation 对象来获取注解里面的元数据。

Annotation（注解）是 JDK1.5 及以后版本引入的。它可以用于创建文档，跟踪代码中的依赖性，甚至执行基本编译时检查。Annotation 就像修饰符一样被使用，并应用于包，类型，构造方法，方法，成员变量，参数，本地变量的声明中。

1.2 什么是元数据

元数据就是“关于数据的数据”。元数据的功能有很多，比如：Javadoc的注释自动生成文档。元数据可以用来创建文档，跟踪代码的依赖性，执行编译时格式检查，代替已有的配置文件。

根据元数据的作用可以分为以下几类：

1，编写文档：通过代码里标识的元数据生成文档【生成文档doc文档】

2，代码分析：通过代码里标识的元数据对代码进行分析【使用反射】

3，编译检查：通过代码里标识的元数据让编译器能够实现基本的编译检查【Override】

元数据标签的存在并不影响程序代码的编译和执行，它只是生成其它的外键或针对在运行代码的描述信息。综上所述：

1，元数据以标签的形式存在于 Java 代码中

2，元数据描述的信息是类型安全的，即元数据内部的字段都是有明确类型的

3，元数据需要编译器之外的工具额外的处理用来生成其它的程序部件

4，元数据可以只存在于 Java 源代码级别，也可以存在于编译之后的Class文件内容

2，注解的分类

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2.1 根据注解的参数个数

1. **标记注解**：一个没有成员定义的 Annotation 类型称为标记注解。这种 Annotation 类型仅使用自身的存在与否来为我们提供信息
2. **单值注解**：在标记注解的基础上提供一段数据
3. **完整注解**：可以包括多个数据成员，每个数据成员由名称和值构成

2.2 根据注解使用方法和用途

1. **JDK内置标准注解**：注解的语法比较简单，除了@符号的使用外，基本与Java固有的语法一致，JavaSE中内置三个标准注解，定义在`java.lang`中
2. **元注解**：元注解的作用就是负责注解其他注解。Java5.0定义了4个标准的meta-annotation类型，它们被用来提供对其它 annotation 类型作说明
3. **自定义注解**：使用@interface 的语法来说明一个注解

3，系统内置标准注解

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JavaSE中内置3个标准注解，定义在java.lang中：

• @Override：用于修饰此方法覆盖了父类的方法
• @Deprecated：用于修饰已经过时的方法
• @SuppressWarnnings：用于通知java编译器禁止特定的编译警告

3.1 @Override

表示限定重写父类方法

@Override 是一个标记注解类型，它被用作标记方法。说明了被标注的方法重载了父类的方法，起到了断言的作用

3.2 @Deprecated

表示标记已过时

@Deprecated 是一个标记注解。

3.3 @SuppressWarnnings

表示抑制编译器警告

SuppressWarnnings 注解的常见参数值得简单说明：

1. deprecation：使用了不赞成使用的类或方法时的警告

1. unchecked：执行了为检查的转换时的警告，例如当使用集合时没有用泛型（Generics）来指定集合保存的类型
2. fallthrough：当switch程序块直接通往下一种情况而没有 Break 时的警告
3. path：在类路径，源文件等中有不存在的路径时的警告
4. serial：当在可序列化的类上缺少 定义时的警告
5. finally：任何 finally 子句不能正常完成时的警告
6. all：关于以上所有情况的警告

3.4 @FunctionalInterface

JDK8出现,主要⽤来指示⼀个接⼝是⼀个函数接⼝,以提示编译器编译时检查接⼝是否符合函数接⼝的规范.

4，元注解

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元注解的作用就是负责注解其他注解。JavaEE5 定义了4个标准的 meta-annotation 类型，它们被用来提供对其它 annotation 类型作说明。JavaEE5定义的元注解：

• @Target
• @Retention
• @Documented
• @Inherited这些类型和它们所支持的类在 java.lang.annotation 包中可以找到。

4.1 @Target

@Target 说明了 Annotation 所修饰的对象范围：Annotation可被用于packages，types（类，接口，枚举，Annotation类型），类型成员（方法，构造方法，成员变量，枚举值），方法参数和本地变量（如循环变量，catch参数）

作用：用于描述注解的使用范围（即：被描述的注解可以用在什么地方）

取值（ElementType）有：

1.CONSTRUCTOR：用于描述构造器

2.FIELD：用于描述域

3.LOCAL_VARIABLE：用于描述局部变量

4.METHOD：用于描述方法

5.PACKAGE：用于描述包

6.PARAMTER：用于描述参数

7.TYPE：用于描述类，接口（包括注解类型）或enum声明

@Target(ElementType.TYPE)
public @interface MyAnno {
    String value() default "abc";
}
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface MyAnno2 {
    
}

4.2 @Retention

@Retention 定义了该 Annotation 被保留的时间长短

作用：表示需要在什么级别保存该注解信息，用于描述注解的生命周期（即：被描述的注解在什么范围内有效）

取值（RetentionPoicy）有：

• SOURCE：在源文件中有效（即源文件保留）
• CLASS：在class文件中有效（即class保留）
• RUNTIME：在运行时有效（即运行时保留）
  Retention 元注解类型有唯一的value作为成员，它的取值来自 java.lang.annotation.RetentionPolicy的枚举类型值

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnno {
    String value();
    String m1();
    int m2() default 1;
}

4.3 @Documented

@Documented 用于描述其它的 annotation 类型应该被作为被标注的程序成员的公共API，因此可以被例如 javadoc 此类的工具文档化。Documented 是一个标记注解，没有成员

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface MyAnno {
    String value();
    String m1();
    int m2() default 1;
}

4.4 @Inherited

@Inherited 元注解是一个标记注解，@Inherited 阐述了某个被标注的类型是继承的。如果一个使用了@Inherited 修饰的 annotation 类型被用于一个class，则这个 annotation 将被用于该class的子类。

注意：@Inherited annotation 类型会被标注过的class的子类所继承。类并不从它所实现的接口继承 annotation，方法并不从它所重载的方法继承annotation

@Inherited
public @interface MyAnno {
    String value();
    String m1();
    int m2() default 1;
}

作用在类上的自定义注解可以被继承下来。作用在接口上自定义注解不能被实现它的类继承下来。类和接口中方法上的自定义注解不能被重写/实现了其它方法的子类继承（就是说，接口因为被子类实现的时候，方法必被实现，所以其方法上的自定义注解必定不能被继承。而子类如果没有重写父类的方法的话，子类就可以继承父类方法上的自定义注解）

4.5 @Repeatable

此注解是JDK8引⼊的,⽤以表明注解在修饰某⼀个程序单元时,被@Repeatable修饰的注解可以多次出现
在成员单元上.⽐如下⾯的@SomeAnno注解就多次修饰了SomeClass这个程序单元.

5，自定义注解

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使用@interface 自定义注解时，自动继承了 java.lang.annotation.Annotation 接口，由编译程序自动完成其他细节。在自定义注解时，不能继承其他的注解或接口。@interface 用来声明一个注解，其中的每一个方法实际上是声明了一个配置参数。方法的名称就是参数的类型，返回值类型就是参数的类型（返回值类型只能是基本类型，Class，String，enum）。可以通过 default 来声明参数的默认值

5.1 定义注解格式

public @interface 注解名 {定义体}

5.2 注解参数的可支持数据类型

1，所有基本数据类型（int，float，Boolean，byte，double，char，long，short）

2，String类型

3，Class类型

4，enum类型

5，Annotation类型

6，以上所有类型的数组

5.3 Annotation 类型里面的参数改怎么设定

1，只能用 public 或默认（default）这两个访问修饰符

2，参数成员只能用基本数据类型，byte，short，char，int，long，float，double，boolean 8种基本数据类型和String，Enum，Class，annotation等数据类型，以及这一些类型的数组

3，如果只有一个参数成员，最好把参数名设为“value”，后加小括号，

5.4 注解元素的默认值

注解元素必须有确定的值，要么在定义注解的默认值中指定，要么在使用注解时指定，非基本数据类型的注解元素的值不可为null。因此，使用空字符串或0作为默认值是一种常用的做法。这个约束使得处理器很难表现一个元素的存在或缺失的状态，因为每个注解的声明中，所有元素都存在，并且都具有相应的值，为了绕开这个约束，我们只能定义一些特殊的值，例如空字符串或者负数，以表示某个元素不存在。

5.5 解析注解

使⽤注解修饰了程序单元之后,如果没有对其进⾏解析,这些注解不会对程序的运⾏有任何的影响.必须对这些注解进⾏解析让其真正的发挥作⽤.注解的解析其核⼼思路是

• 通过反射找出被注解修饰的程序单元的反射类型表示,⽐如Class,Method,Field
• 依据这些被修饰单元的反射类型表示,通过相关的⽅法获取注解信息.

5.5.1 AnnotatedElement

在JDK中⽤⼀个接⼝类型 AnnotatedElement 来代表被注解修饰的程序单元,class对象,Method对象,Field对象等都实现了此接⼝.此接⼝的作⽤就是⽤来获取被注解修饰的程序单元上的注解.此接⼝提供了如下成员

• getAnnotation(Class annotationClass):返回修饰改程序单元的指定类型的注解,不存在则返回null
• getDeclaredAnnotation(Class annotationClass):返回直接修饰程序单元的指定类型的注解,不包含继承过来你的注解,不存在则返回null
• getDeclaredAnnotations:返回直接修饰在单元上的所有注解
• isAnnotationPresent(Class annotationClass):指定的注解是否修饰在了程序单元上,是就返回true,否则返回false.
• getAnnotationsByType(Class annotationClass):返回修饰程序单元的指定类型的多个注解,返回类型是个数组,不存在则返回null,这是jdk8新加的,因为jdk8推出了可重复(Repeatable)注解.
• getDeclaredAnnotationsByType(Class annotationClass):返回直接修饰该程序单元的指定类型的多个注解，不存在则返回 null。

⽐如下⾯的代码就是找出修饰在类上的所有注解.

Class<UserInfoEntity> clazz = UserInfoEntity.class;
Annotation[] annos = clazz.getDeclaredAnnotations();

所有的注解都是 java.lang.annotation.Annotation 类型的⼦类.所以上⾯的getDeclaredAnnotations⽅法的返回值⽤Annotation数组接收.

如果要得到某个⽅法上⾯的所有注解,可以⽤下⾯的代码

Method m = ...;
Annotation[] methodAnnos = m.getDeclaredAnnotations();

如果想得到某⼀个特定的注解,可以采⽤ getDeclaredAnnotation(class) ⽅法来实现,如果没有这
个特定的注解,getDeclaredAnnotation⽅法就返回null.⽐如下⾯的代码

Method m = null;
Table talbeAnno = m.getDeclaredAnnotation(Table.class);

下⾯的代码就获取到了UserInfoEntity类上修饰的Table注解的schema的值.

Class<UserInfoEntity> clazz = UserInfoEntity.class;
boolean haveTableAnno = clazz.isAnnotationPresent(Table.class);
if(haveTableAnno) {
 Table tableAnno = clazz.getDeclaredAnnotation(Table.class);
 System.out.println(tableAnno.schema());
}

6，可重复注解

在JDK 8 之前,注解不⽀持重复修饰同⼀个程序单元,所以必须采取技巧性的代码来处理这种需求.其做法是先创建⼀个普通的注解,⽐如下⾯

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnno {
 String value() default "";
}

接着再创建⼀个容器注解,其某⼀个成员变量的类型是上⾯注解的数组类型,⽐如:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnoContainer {
 MyAnno[] value();
}

之后就把容器注解修饰在某个程序单元上,value成员变量就指定多个想重复出现的注解,⽐如

@MyAnnoContainer({@MyAnno("a"),@MyAnno("b")})
public class UserInfoEntity {
}

上⾯的实现⽅式语义不明确,因为⽬的是想多次出现MyAnno注解,但实际修饰在类上的却是另⼀个注解MyAnnoContainer.

在JDK8之后推出了⼀个@Repeatable元注解,此注解直接添加到MyAnno注解上,然后给@Repeatable元注解的value属性指定容器注解即可.最后直接把MyAnno注解修饰在程序单元上.最后的代码如下:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Repeatable(value = MyAnnoContainer.class )
public @interface MyAnno {
 String value() default "";
}

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnoContainer {
 MyAnno[] value();
}
@MyAnno("a")
@MyAnno("b")
public class UserInfoEntity {
}

在UserInfoEntity上修饰了多个@MyAnno之后就不能修饰容器注解MyAnnoContainer了.

想获取这个可重复的注解可以利⽤JDK先推出的⽅法getAnnotationsByType⽅法,如果找不到指定的注解就返回⼀个⻓度为0的数组.⽐如下⾯的代码

Class<UserInfoEntity> clazz = UserInfoEntity.class;
MyAnno[] myAnnos = clazz.getAnnotationsByType(MyAnno.class);
for(MyAnno anno:myAnnos) {
 System.out.println(anno.value());
}

这种可重复的注解利⽤getDeclaredAnnotation⽅法是取不到的.返回的是null

7，类型注解

在JDK 8 之前依据@Target设定注解可以修饰的地⽅,主要可以修饰的地⽅有类型,⽅法,字段,参数等.从JDK8开始,注解可以⽤在任何使⽤类型的地⽅,⽐如初始化(new)⼀个对象,使⽤implements表达式时.⽐如下⾯的代码

//实例化对象时
new @Interned MyObject();
//类型转换时
myString = (@NonNull String) str;
//实现语句时
class UnmodifiableList<T> implements
 @Readonly List<@Readonly T> { ... }
// 异常声明时.
void monitorTemperature() throws
 @Critical TemperatureException { ... }
// 泛型声明时
List<@NotNull String> list

定义⼀个这样的类型注解与定义普通的注解类似,只需要指定 Target 为
ElementType.TYPE_PARAMETER 或者 ElementType.TYPE_USE，或者同时指定这两个 Target。⽐如:

@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})
public @interface MyAnnotation {
}

ElementType.TYPE_PARAMETER 表示这个 Annotation 可以⽤在 Type 的声明式前，⽽
ElementType.TYPE_USE 表示这个 Annotation 可以⽤在所有使⽤ Type 的地⽅（如：泛型，类型转换等）

Java 8 通过引⼊ Type Annotation，使得开发者可以在更多的地⽅使⽤ Annotation，从⽽能够更全⾯地对代码进⾏分析以及进⾏更强的类型检查.

想让这些类型其作⽤,还需要这个注解的处理器,以便在编译的时候利⽤这些检查的注解处理器解析这些注解.在https://checkerframework.org/⽹址有⼀个这样的注解解析器的使⽤说明.

8，注解处理器

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