注解的工作原理

1,什么是注解?
    自Java5.0版本引入注解之后,它就成为了Java平台中非常重要的一部分,在开发过程中我们经常使用注解开发,我们经常使用的比如:@Override,@Deprecated,@Controller,@Service,@Repository,@Component等等。Annotation是一种应用于类、方法、参数、变量、构造器及包声明中的特殊修饰符。它是一种由JSR-175标准选择用来描述元数据的一种工具。案例:
       @Override
       public String toString() {
          return "hello world.";
       }

上面的代码中,我重写了toString()方法并使用了@Override注解。但是,即使我不使用@Override注解标记代码,程序也能够正常执行。那么,该注解表示什么?这么写有什么好处吗?事实上,@Override告诉编译器这个方法是一个重写方法(描述方法的元数据),如果父类中不存在该方法,编译器便会报错,提示该方法没有重写父类中的方法。如果我不小心拼写错误,例如将toString()写成了toStrring(){double r},而且我也没有使用@Override注解,那程序依然能编译运行。但运行结果会和我期望的大不相同。现在我们了解了什么是注解,并且使用注解有助于阅读程序。

2,为什么要引入注解?
    是因为之前我们使用xml(当然也可以使用properties)来维护程序中需要的元数据(程序中使用的常量,参数),当然在应用程序中使用xml,properties为了分离代码和配置而引入的,可以实现松耦合,但是,如果程序和元数据是紧耦合的,再加上XML的维护越来越糟糕,这种情况下就出现了注解。
3,注解的结构
    注解只支持基本类型的变量,String以及枚举类型,所有的属性被定义成方法,并且提供默认值。
       @Target(ElementType.METHOD)
       @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
       @interface Todo {
              public enum Priority {LOW, MEDIUM, HIGH}  //属性
              public enum Status {STARTED, NOT_STARTED} //属性
              String author() default "Yash";  //方法
              Priority priority() default Priority.LOW;   //方法
              Status status() default Status.NOT_STARTED;   //方法
         }
4,注解的使用
    在类,方法,变量上使用:注解(注解方法名1=注解变量值1,注解方法名2=注解变量值2.....)
 案例:
 @Todo(priority = Todo.Priority.MEDIUM, author = "Yashwant", status = Todo.Status.STARTED)
          public void incompleteMethod1() {
              //方法的业务逻辑代码(注解中的属性和方法不会影响业务逻辑代码)
          }
5,注解的使用
    在底层使用java反射机制(通过反射对象的getAnnotation()返回注解的信息)得到注解实例,从而调用注解实例的方法获取注解属性值。
     案例:
                    Class businessLogicClass = BusinessLogic.class;
                   for( Method method : businessLogicClass.getMethods() ) {
                         Todo todoAnnotation = (Todo)method.getAnnotation(Todo.class);
                         if( todoAnnotation != null ) {
                             System.out.println(" Method Name : " + method.getName());
                             System.out.println(" Author : " + todoAnnotation.author());
                             System.out.println(" Priority : " + todoAnnotation.priority());
                             System.out.println(" Status : " + todoAnnotation.status());
                         }
                       }
 6,J2SE5.0版本在 java.lang.annotation提供了四种元注解,使用这些注解(专门注解其他的注解) 可以自定义注解.
       @Documented:一个简单的Annotations标记注解,表示是否将注解信息添加在java文档中
               @Retention:定义该注解的生命周期(什么时候使用该注解)
                  Retention注解的属性:
                1)RetentionPolicy.SOURCE-在编译阶段丢弃。这些注解在编译结束之后就不再有任何意义,所以它们不会写入字                    节码。@Override,@SuppressWarnings都属于这类注解。
                2)RetentionPolicy.CLASS – 在类加载的时候丢弃。在字节码文件的处理中有用。注解默认使用这种方式。
                3)RetentionPolicy.RUNTIME–始终不会丢弃,运行期也保留该注解因此可以使用反射机制读取该注解的信 息我们                    自定义的注解通常使用这种方式。
        @Target –表示该注解用于什么地方。如果不明确指出,该注解可以放在任何地方。以下是一些可用的参数。需要说明的            是:属性的注解是兼容的,如果你想给7个属性都添加注解,仅仅排除一个属性,那么你需要在定义target包含所有属性。
               Target注解的属性:
              1)ElementType.TYPE:用于描述类、接口或enum声明
                    2)ElementType.FIELD:用于描述实例变量
                    3)ElementType.METHOD
                    4)ElementType.PARAMETER
                    5)ElementType.CONSTRUCTOR
                    6)ElementType.LOCAL_VARIABLE
                    7)ElementType.ANNOTATION_TYPE 另一个注释
                    8)ElementType.PACKAGE 用于记录java文件的package信息
               @Inherited – 是否允许子类继承该注解,定义该注释和子类的关系。
7,注解的应用:
   注解的功能很强大,Spring和Hebernate这些框架在日志和有效性中大量使用了注解功能。注解可以应用在使用标记接口的地方。不同的是标记接口用来定义完整的类,但你可以为单个的方法定义注释,例如是否将一个方法暴露为服务。
在最新的servlet3.0中引入了很多新的注解,尤其是和servlet安全相关的注解。
   HandlesTypes –该注解用来表示一组传递给ServletContainerInitializer的应用类。
   HttpConstraint – 该注解代表所有HTTP方法的应用请求的安全约束,和ServletSecurity注释中定义的                                       HttpMethodConstraint安全约束不同。
   HttpMethodConstraint – 指明不同类型请求的安全约束,和ServletSecurity 注解中描述HTTP协议方法类型的注释不同。     
   MultipartConfig –该注解标注在Servlet上面,表示该Servlet希望处理的请求的 MIME 类型是 multipart/form-data。        
   ServletSecurity 该注解标注在Servlet继承类上面,强制该HTTP协议请求遵循安全约束。
   WebFilter – 该注解用来声明一个Server过滤器;
   WebInitParam – 该注解用来声明Servlet或是过滤器的中的初始化参数,通常配合 @WebServlet 或者 @WebFilter使用。    
   WebListener –该注解为Web应用程序上下文中不同类型的事件声明监听器。
   WebServlet –该注解用来声明一个Servlet的配置。
  spring框架就是用元注解(@Retention,@Target@Documented)自定义了@component,@service,@repository,         @controller      
      1、@controller 控制器(注入服务)
      2、@service 服务(注入dao)
      3、@repository dao(实现dao访问)
      4、@component (把普通pojo实例化到spring容器中,相当于配置文件中的<bean id="" class=""/>)@service,                   @repository,@controller是对@component的扩展(@controller被@component注解)。
       源码:
       @Target({ElementType.TYPE})
       @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
       @Documented
       @Component
       public @interface Controller {
    String value() default "";
       }

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


      
<think>好的,我需要分析用户的问题:“我想了解Spring Boot注解工作原理,请问Spring Boot注解实现原理源码分析”。首先,用户希望了解Spring Boot中注解的工作机制,特别是从源码层面进行分析。根据提供的引用内容,我需要结合Spring Boot的自动配置、条件注解、元注解机制以及核心处理流程来回答。 首先,用户提到的引用中有关于自动配置的内容(引用5),这说明自动配置是注解工作的核心部分。自动配置依赖于条件注解,比如@ConditionalOnClass,这些注解在Spring Boot启动时决定是否加载某些配置类。因此,我需要解释条件注解如何工作,并可能涉及如何通过反射和类路径扫描来检查条件。 其次,引用4提到Spring Boot的核心特点包括自动配置和内嵌服务器,这涉及到@SpringBootApplication和@EnableAutoConfiguration等注解。需要分解这些注解的组成,比如@SpringBootApplication包含@Configuration、@EnableAutoConfiguration和@ComponentScan,并说明每个部分的作用。 接下来,元注解机制(引用3中提到Spring Boot需要一定的源码阅读基础)可能涉及到注解的继承和组合,比如@SpringBootApplication本身由多个元注解组成。需要说明Spring如何处理这些元注解,比如通过AnnotationMetadata进行解析。 然后,源码分析部分需要追踪SpringApplication.run()方法,特别是如何扫描主类上的注解,触发自动配置。可能需要提到SpringFactoriesLoader加载META-INF/spring.factories中的自动配置类,以及条件注解的评估过程,比如ConditionEvaluator在配置类处理时的作用。 此外,用户可能对具体的注解处理流程感兴趣,比如从启动类开始,如何通过注解驱动整个应用的配置。需要提到@Configuration和@Bean的作用,以及自动配置类如何利用@Conditional注解按需加载。 还要考虑用户可能的后续问题,比如如何自定义条件注解,或者自动配置的调试方法,这可以在相关问题部分提出。 最后,需要确保回答结构清晰,分点说明原理,结合关键源码片段(如使用@SpringBootApplication的示例代码),并引用提供的参考资料来支持分析。同时,检查是否符合系统级指令,如数学公式的格式、中文回答和相关问题的生成。</think>### Spring Boot注解工作原理及源码分析 Spring Boot 注解的核心实现原理基于 **条件化配置** 和 **元注解组合** 机制,通过自动配置(Auto-Configuration)实现“约定大于配置”的目标[^5]。以下从源码层面分步解析其工作原理: --- #### 一、注解驱动的核心机制 1. **元注解组合** Spring Boot 的注解(如 `@SpringBootApplication`)本质上是多个元注解的组合。例如: ```java @SpringBootApplication // 等价于以下三个注解的组合 @SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration @ComponentScan ``` - `@SpringBootConfiguration`:标识当前类为配置类(继承自 `@Configuration`)。 - `@EnableAutoConfiguration`:触发自动配置逻辑。 - `@ComponentScan`:扫描当前包及其子包下的组件。 2. **条件注解(Conditional Annotations)** Spring Boot 使用 `@ConditionalOnClass`、`@ConditionalOnMissingBean` 等条件注解,**动态判断是否加载某个配置类或 Bean**。例如: ```java @Configuration @ConditionalOnClass(DataSource.class) public class DataSourceAutoConfiguration { // 仅当类路径存在 DataSource 类时才会生效 } ``` - 底层通过 `ConditionEvaluator` 类评估条件表达式,检查类路径、Bean 是否存在等[^5]。 --- #### 二、自动配置的源码流程 1. **启动入口:`SpringApplication.run()`** Spring Boot 启动时,通过 `SpringApplication` 类加载主类上的注解,并初始化应用上下文: ```java public ConfigurableApplicationContext run(String... args) { // 1. 加载主类(含@SpringBootApplication) // 2. 触发自动配置 // 3. 启动内嵌服务器(如Tomcat) } ``` 2. **自动配置加载:`EnableAutoConfiguration`** - 通过 `SpringFactoriesLoader` 加载 `META-INF/spring.factories` 中定义的自动配置类。 - 自动配置类使用 `@Conditional` 注解过滤无效配置。例如 `DataSourceAutoConfiguration` 仅在存在 JDBC 依赖时生效[^4]。 3. **条件注解处理** - Spring 通过 `ConditionEvaluator` 在解析配置类时评估条件。 ```java // 源码片段:ConditionEvaluator public boolean shouldSkip(AnnotatedTypeMetadata metadata) { for (Condition condition : conditions) { if (!condition.matches(context, metadata)) { return true; // 条件不满足则跳过配置 } } return false; } ``` --- #### 三、典型注解源码解析 1. **`@SpringBootApplication`** 组合了多个元注解,**触发组件扫描和自动配置**: ```java @Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Inherited @SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration @ComponentScan public @interface SpringBootApplication { /* ... */ } ``` 2. **`@EnableAutoConfiguration`** 引入 `AutoConfigurationImportSelector`,负责加载自动配置类: ```java @Import(AutoConfigurationImportSelector.class) public @interface EnableAutoConfiguration { /* ... */ } ``` - `AutoConfigurationImportSelector` 通过 `getCandidateConfigurations()` 方法加载所有候选配置类[^5]。 --- #### 四、调试与自定义注解 1. **查看生效的自动配置类** 启动时添加 `--debug` 参数,控制台会输出已启用的自动配置类列表。 2. **自定义条件注解** 继承 `SpringBootCondition` 并实现 `getMatchOutcome()` 方法: ```java public class CustomCondition extends SpringBootCondition { @Override public ConditionOutcome getMatchOutcome(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) { // 自定义条件判断逻辑 } } ``` ---
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