高级java每日一道面试题-2025年5月08日-基础篇[反射篇-进阶-编码]-定义一个自定义注解`@MyAnnotation`，通过反射解析某类中被该注解标记的方法。

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面试官: 定义一个自定义注解@MyAnnotation，通过反射解析某类中被该注解标记的方法。

我回答:

在Java高级面试中，自定义注解与反射机制的结合是考察开发者对元编程（Metaprogramming）和框架设计理解的核心内容。以下是对自定义注解 @MyAnnotation 的完整实现与解析过程的综合讲解，结合关键细节和扩展场景，帮助你系统掌握这一技术点。

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一、自定义注解定义

1. 定义 @MyAnnotation

import java.lang.annotation.*;

@Target(ElementType.METHOD)       // 限定注解只能用于方法
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 注解信息保留到运行时
public @interface MyAnnotation {
    String value() default "default"; // 默认属性，可通过注解直接赋值
    int priority() default 0;        // 新增属性：优先级，用于扩展场景
}

关键点

• @Target：明确注解的作用范围（如方法、类、字段等）。
• @Retention：必须为 RUNTIME，否则反射无法读取。
• 默认值：value() 属性未赋值时默认为 "default"，调用时可省略参数（如 @MyAnnotation 等价于 @MyAnnotation(value="default")）。

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二、应用注解到目标类

2. 示例类 AnnotatedClass

public class AnnotatedClass {

    @MyAnnotation(value = "Hello", priority = 1)
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello called");
    }

    @MyAnnotation(value = "World") // 使用默认priority
    public void sayWorld() {
        System.out.println("World called");
    }

    public void noAnnotation() {
        System.out.println("No annotation here");
    }
}

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三、通过反射解析注解

3. 核心解析逻辑

import java.lang.reflect.Method;

public class AnnotationProcessor {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 1. 获取目标类的Class对象
            Class<?> clazz = AnnotatedClass.class; // 或 Class.forName("AnnotatedClass")

            // 2. 遍历所有声明的方法
            for (Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {
                // 3. 检查方法是否被@MyAnnotation标记
                if (method.isAnnotationPresent(MyAnnotation.class)) {
                    // 4. 获取注解实例并解析属性
                    MyAnnotation annotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
                    System.out.println("Method: " + method.getName());
                    System.out.println("  Value: " + annotation.value());
                    System.out.println("  Priority: " + annotation.priority());

                    // 5. 调用被注解的方法（无参方法）
                    Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
                    method.invoke(instance); // 调用无参方法
                    System.out.println();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果

Method: sayHello
  Value: Hello
  Priority: 1
Hello called

Method: sayWorld
  Value: World
  Priority: 0
World called

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四、关键技术细节

1. 反射调用方法的注意事项

• 无参方法：直接通过 method.invoke(instance) 调用。
• 有参方法：需根据方法签名传递参数：

  // 示例：调用有参方法
  @MyAnnotation
  public void sayWithParam(String msg) {
      System.out.println("Param: " + msg);
  }
  
  // 调用方式
  Method method = clazz.getMethod("sayWithParam", String.class);
  method.invoke(instance, "Test Param"); // 传递参数
  

2. 处理私有方法

• 若需调用私有方法，需额外设置可访问性：

  Method privateMethod = clazz.getDeclaredMethod("privateMethod");
  privateMethod.setAccessible(true); // 绕过访问控制
  privateMethod.invoke(instance);
  

3. 继承方法与接口方法

• getDeclaredMethods() 仅返回当前类声明的方法，不包括父类或接口方法。
• 若需检查父类方法，需递归遍历继承链：

  while (clazz != null) {
      for (Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {
          // 处理方法
      }
      clazz = clazz.getSuperclass(); // 向上遍历父类
  }
  

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五、扩展场景：结合注解实现AOP功能

1. 示例：统计方法执行时间

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface LogExecutionTime {
    String description() default "";
}

public class ExecutionTimeLogger {

    public static void log(Object target) throws Exception {
        Class<?> clazz = target.getClass();
        for (Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {
            if (method.isAnnotationPresent(LogExecutionTime.class)) {
                LogExecutionTime annotation = method.getAnnotation(LogExecutionTime.class);
                System.out.println("Monitoring: " + method.getName() + 
                                 " (" + annotation.description() + ")");

                // 使用代理或反射调用，并计时
                Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
                long start = System.currentTimeMillis();
                method.invoke(instance);
                long duration = System.currentTimeMillis() - start;
                System.out.println("  Execution Time: " + duration + "ms");
            }
        }
    }
}

2. 使用示例

public class Service {
    @LogExecutionTime(description = "Business Logic")
    public void performTask() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(500); // 模拟耗时操作
    }
}

// 调用
ExecutionTimeLogger.log(new Service());

输出

Monitoring: performTask (Business Logic)
  Execution Time: 500ms

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六、面试高频问题

1. @Retention 和 @Target 的作用？

   • @Retention：控制注解的生命周期（SOURCE/CLASS/RUNTIME）。
   • @Target：限定注解的作用范围（如方法、类、字段等）。

2. 如何获取注解的属性值？

   • 通过 method.getAnnotation(MyAnnotation.class) 获取注解实例，再调用属性方法（如 annotation.value()）。

3. 反射调用方法的性能影响？

   • 反射调用比直接调用慢（需检查权限、类型转换等），但可通过 MethodHandles 或缓存优化。

4. 注解与Spring AOP的关系？

   • Spring AOP通过解析注解（如 @Transactional）生成代理对象，在运行时拦截方法调用。

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七、总结

• 自定义注解：通过 @interface 定义，结合 @Target 和 @Retention 控制行为。
• 反射解析：使用 Class.getDeclaredMethods() 和 Method.getAnnotation() 动态获取注解信息。
• 扩展场景：结合注解可实现日志、权限校验、性能监控等框架级功能。

掌握这一技术点不仅能应对面试，还能为设计可扩展的Java框架（如自定义ORM、AOP工具）打下基础。建议结合Spring源码（如 @Controller、@Autowired 的实现）进一步加深理解。