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Java中的注解(Annotation)原理是什么_元注解、自定义注解与处理器解析

P粉602998670

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发布时间:2026-02-12 18:03:12

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来源于php中文网

原创

java注解是继承annotation接口的元数据,需用@retention(runtime)才能运行时反射获取;@target限制使用位置;元注解控制行为,@inherited仅对类继承生效;注解本身无逻辑,依赖外部机制(如反射、apt)实现功能。

java中的注解(annotation)原理是什么_元注解、自定义注解与处理器解析

注解本质是接口,不是“注释”

Java注解不是编译器忽略的普通注释,而是一个继承 java.lang.annotation.Annotation 的特殊接口。你写 @Override 或自定义 @Loggable,JVM 在加载类时会把它们作为元数据存进 .class 文件——但**仅当注解声明了 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 时才会保留到运行期**。

常见错误现象:@MyAnnotation 加了,但用反射 clazz.getAnnotation(MyAnnotation.class) 返回 null。原因八成是忘了加 @Retention,默认是 SOURCE 级别,编译完就丢了。

  • 必须显式声明 @Retention:想运行时读取就选 RUNTIME;只给编译器看(比如 @SuppressWarnings)用 SOURCE;想生成字节码但不进 JVM 运行时,用 CLASS(极少用)
  • @Target 不只是“好看”:没加 @Target({ElementType.METHOD}) 却把注解用在字段上,编译直接报错 Annotation is not applicable to field
  • 注解里不能有 voidtry-catch、方法体,所有属性都是无参抽象方法:例如 String value() default "";,不是字段

元注解不是“高级注解”,而是注解的配置开关

元注解(@Retention@Target@Documented@Inherited)唯一作用就是控制其他注解的行为。它们本身不带业务逻辑,但配错一个,整个自定义注解就失效或误用。

典型踩坑场景:以为 @Inherited 能让子类继承父类上的 @Controller,结果发现 Spring 完全不认——因为 @Controller 没声明 @Inherited,且该元注解**只对类层级继承生效,对方法/字段无效**;更关键的是,Spring 的扫描机制压根不依赖 @Inherited,而是自己遍历所有类和方法。

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  • @Inherited 仅作用于 ElementType.TYPE,且只影响子类的类声明(不会传递到子类的方法上)
  • @Documented 决定 Javadoc 是否包含该注解——不影响运行,但团队协作时漏掉它,别人查 API 文档就看不到注解语义
  • @Repeatable 是个特例:它本身是元注解,但需要配合容器注解使用,否则重复标注会编译报错 Duplicate annotation

自定义注解 + 反射 = 运行时动态行为,但别在 hot path 上用

反射读注解开销不小,尤其在高频调用路径(如 HTTP 请求拦截、JSON 序列化)里反复调用 method.getAnnotation(),容易成为性能瓶颈。

真实使用场景:权限校验(@RequiresRole("ADMIN"))、日志埋点(@LogExecutionTime)、DTO 字段映射(@JsonAlias("user_name"))。这些都依赖运行时反射提取注解信息,再触发对应逻辑。

  • 务必缓存反射结果:用 ConcurrentHashMap 缓存 Method → Annotation 映射,避免每次调用都 getAnnotation
  • 不要在 for 循环内部反复获取同一方法的注解;提取一次,复用到底
  • 注意空指针:getAnnotation() 返回 null 是常态,别假设一定存在——尤其当注解是可选时

注解处理器(APT)和运行时反射是两套平行机制

很多人混淆“编译期处理”和“运行期读取”。@Override 是编译器内置检查,@Entity 是 JPA 运行时反射解析,而像 Lombok 的 @Data 是靠 APT 在编译期生成 getter/setter 字节码——三者底层完全无关。

如果你要实现类似功能(比如根据 @ApiModel 自动生成 OpenAPI Schema),优先考虑 APT:它能在编译期生成源码或资源文件,零运行时开销;而反射方案虽灵活,却扛不住高并发或内存敏感场景。

  • APT 需实现 javax.annotation.processing.Processor,注册到 META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor
  • APT 无法修改已有类结构(不能加字段或方法),只能生成新文件;想改字节码得用 ASM 或 Byte Buddy
  • JDK 17+ 默认禁用 javac -processor 的非模块化 APT,若用 Maven,确保 maven-compiler-plugin 配置了 <annotationprocessorpaths></annotationprocessorpaths>

最常被忽略的一点:注解本身不执行任何逻辑,它只是标签。所有“效果”都来自外部机制——编译器检查、框架扫描、APT 生成、反射调用。没配套的消费者,注解就是一段静态元数据,连字节码都不会多占几个字节。

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