自定义注解！绝对是程序员装X的利器
相信很多人对JAVA中的注解都很熟悉，比如我们经常会用到的一些如@Override、@Autowired、@Service等，这些都是JDK或者诸如Spring这类框架给我们提供的。
在以往的面试过程中，我发现，关于注解的知识很多程序员都仅仅停留在使用的层面上，很少有人知道注解是如何实现的，更别提使用自定义注解来解决实际问题了。
但是其实，我觉得一个好的程序员的标准就是懂得如何优化自己的代码，那在代码优化上面，如何精简代码，去掉重复代码就是一个至关重要的话题，在这个话题领域，自定义注解绝对可以算得上是一个大大的功臣。
所以，在我看来，会使用自定义注解 ≈ 好的程序员。
那么，本文，就来介绍几个，作者在开发中实际用到的几个例子，向你介绍下如何使用注解来提升你代码的逼格。
基本知识
在Java中，注解分为两种，元注解和自定义注解。
很多人误以为自定义注解就是开发者自己定义的，而其它框架提供的不算，但是其实上面我们提到的那几个注解其实都是自定义注解。
关于"元"这个描述，在编程世界里面有都很多，比如"元注解"、"元数据"、"元类"、"元表"等等，这里的"元"其实都是从meta翻译过来的。
一般我们把元注解理解为描述注解的注解，元数据理解为描述数据的数据，元类理解为描述类的类…
所以，在Java中，除了有限的几个固定的"描述注解的注解"以外，所有的注解都是自定义注解。
在JDK中提供了4个标准的用来对注解类型进行注解的注解类（元注解），他们分别是:
@Target
@Retention
@Documented
@Inherited
除了以上这四个，所有的其他注解全部都是自定义注解。
这里不准备深入介绍以上四个元注解的作用，大家可以自行学习。
本文即将提到的几个例子，都是作者在日常工作中真实使用到的场景，这例子有一个共同点，那就是都用到了Spring的AOP技术。
什么是AOP以及他的用法相信很多人都知道，这里也就不展开介绍了。
使用自定义注解做日志记录
不知道大家有没有遇到过类似的诉求，就是希望在一个方法的入口处或者出口处做统一的日志处理，比如记录一下入参、出参、记录下方法执行的时间等。
如果在每一个方法中自己写这样的代码的话，一方面会有很多代码重复，另外也容易被遗漏。
这种场景，就可以使用自定义注解+切面实现这个功能。
假设我们想要在一些web请求的方法上，记录下本次操作具体做了什么事情，比如新增了一条记录或者删除了一条记录等。
首先我们自定义一个注解：
/**
* Operate Log 的自定义注解
*/
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface OpLog {
/**
* 业务类型，如新增、删除、修改
* @return
*/
public OpType opType();
/**
* 业务对象名称，如订单、库存、价格
* @return
*/
public String opItem();
/**
* 业务对象编号表达式，描述了如何获取订单号的表达式
* @return
*/
public String opItemIdExpression();
}
因为我们不仅要在日志中记录本次操作了什么，还需要知道被操作的对象的具体的唯一性标识，如订单号信息。
但是每一个接口方法的参数类型肯定是不一样的，很难有一个统一的标准，那么我们就可以借助Spel表达式，即在表达式中指明如何获取对应的对象的唯一性标识。
有了上面的注解，接下来就可以写切面了。主要代码如下：
/**
* OpLog的切面处理类，用于通过注解获取日志信息，进行日志记录
* @author Hollis
*/
@Aspect
@Component
public class OpLogAspect {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(OpLogAspect.class);
@Autowired
HttpServletRequest request;
@Around("@annotation(com.hollis.annotation.OpLog)")
public Object log(ProceedingJoinPoint pjp) throws Exception {
Method method = ((MethodSignature)pjp.getSignature()).getMethod();
OpLog opLog = method.getAnnotation(OpLog.class);
Object response = null;
try {
// 目标方法执行
response = pjp.proceed();
} catch (Throwable throwable) {
throw new Exception(throwable);
}
if (StringUtils.isNotEmpty(opLog.opItemIdExpression())) {
SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression expression = parser.parseExpression(opLog.opItemIdExpression());
EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
// 获取参数值
Object[] args = pjp.getArgs();
// 获取运行时参数的名称
LocalVariableTableParameterNameDiscoverer discoverer
= new LocalVariableTableParameterNameDiscoverer();
String[] parameterNames = discoverer.getParameterNames(method);
// 将参数绑定到context中
if (parameterNames != null) {
for (int i = 0; i < parameterNames.length; i++) {
context.setVariable(parameterNames[i], args[i]);
}
}
// 将方法的resp当做变量放到context中，变量名称为该类名转化为小写字母开头的驼峰形式
if (response != null) {
context.setVariable(
CaseFormat.UPPER_CAMEL.to(CaseFormat.LOWER_CAMEL, response.getClass().getSimpleName()),
response);
}
// 解析表达式，获取结果
String itemId = String.valueOf(expression.getValue(context));
// 执行日志记录
handle(opLog.opType(), opLog.opItem(), itemId);
}
return response;
}
private void handle(OpType opType, String opItem, String opItemId) {
// 通过日志打印输出
LOGGER.info("opType = " + opType.name() +",opItem = " +opItem + ",opItemId = " +opItemId);
}
}
以上切面中，有几个点需要大家注意的：
- 1、使用@Around注解来指定对标注了OpLog的方法设置切面。
- 2、使用Spel的相关方法，通过指定的表示，从对应的参数中获取到目标对象的唯一性标识。
- 3、再方法执行成功后，输出日志。
有了以上的切面及注解后，我们只需要在对应的方法上增加注解标注即可，如：
@RequestMApping(method = {RequestMethod.GET, RequestMethod.POST})
@OpLog(opType = OpType.QUERY, opItem = "order", opItemIdExpression = "#id")
public @ResponseBody
HashMap view(@RequestParam(name = "id") String id)
throws Exception {
}
上面这种是入参的参数列表中已经有了被操作的对象的唯一性标识，直接使用#id指定即可。
如果被操作的对象的唯一性标识不在入参列表中，那么可能是入参的对象中的某一个属性，用法如下：
@RequestMapping(method = {RequestMethod.GET, RequestMethod.POST})
@OpLog(opType = OpType.QUERY, opItem = "order", opItemIdExpression = "#orderVo.id")
public @ResponseBody
HashMap update(OrderVO orderVo)
throws Exception {
}
以上，即可从入参的OrderVO对象的id属性的值获取。
如果我们要记录的唯一性标识，在入参中没有的话，应该怎么办呢？最典型的就是插入方法，插入成功之前，根本不知道主键ID是什么，这种怎么办呢？
我们上面的切面中，做了一件事情，就是我们把方法的返回值也会使用表达式进行一次解析，如果可以解析得到具体的值，也是可以。如以下写法：
@RequestMapping(method = {RequestMethod.GET, RequestMethod.POST})
@OpLog(opType = OpType.QUERY, opItem = "order", opItemIdExpression = "#insertResult.id")
public @ResponseBody
InsertResult insert(OrderVO orderVo)
throws Exception {
return orderDao.insert(orderVo);
}
以上，就是一个简单的使用自定义注解+切面进行日志记录的场景。下面我们再来看一个如何使用注解做方法参数的校验。
使用自定义注解做前置检查
当我们对外部提供接口的时候，会对其中的部分参数有一定的要求，比如某些参数值不能为空等。大多数情况下我们都需要自己主动进行校验，判断对方传入的值是否合理。
这里推荐一个使用HibernateValidator + 自定义注解 + AOP实现参数校验的方式。
首先我们会有一个具体的入参类，定义如下：
public class User {
private String idempotentNo;
@NotNull(
message = "userName can't be null"
)
private String userName;
}
以上，对userName参数注明不能为null。
然后再使用Hibernate Validator定义一个工具类，用于做参数校验。
/**
* 参数校验工具
* @author Hollis
*/
public class BeanValidator {
private static Validator validator = Validation.byProvider(HibernateValidator.class).configure().failFast(true)
.buildValidatorFactory().getValidator();
/**
* @param object object
* @param groups groups
*/
public static void validateObject(Object object, Class<?>... groups) throws ValidationException {
Set<ConstraintViolation<Object>> constraintViolations = validator.validate(object, groups);
if (constraintViolations.stream().findFirst().isPresent()) {
throw new ValidationException(constraintViolations.stream().findFirst().get().getMessage());
}
}
}
以上代码，会对一个bean进行校验，一旦失败，就会抛出ValidationException。
接下来定义一个注解：
/**
* facade接口注解， 用于统一对facade进行参数校验及异常捕获
* <pre>
* 注意，使用该注解需要注意，该方法的返回值必须是BaseResponse的子类
* </pre>
*/
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Facade {
}
这个注解里面没有任何参数，只用于标注那些方法要进行参数校验。
接下来定义切面：
/**
* Facade的切面处理类，统一统计进行参数校验及异常捕获
* @author Hollis
*/
@Aspect
@Component
public class FacadeAspect {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(FacadeAspect.class);
@Autowired
HttpServletRequest request;
@Around("@annotation(com.hollis.annotation.Facade)")
public Object facade(ProceedingJoinPoint pjp) throws Exception {
Method method = ((MethodSignature)pjp.getSignature()).getMethod();
Object[] args = pjp.getArgs();
Class returnType = ((MethodSignature)pjp.getSignature()).getMethod().getReturnType();
//循环遍历所有参数，进行参数校验
for (Object parameter : args) {
try {
BeanValidator.validateObject(parameter);
} catch (ValidationException e) {
return getFailedResponse(returnType, e);
}
}
try {
// 目标方法执行
Object response = pjp.proceed();
return response;
} catch (Throwable throwable) {
return getFailedResponse(returnType, throwable);
}
}
/**
* 定义并返回一个通用的失败响应
*/
private Object getFailedResponse(Class returnType, Throwable throwable)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//如果返回值的类型为BaseResponse 的子类，则创建一个通用的失败响应
if (returnType.getDeclaredConstructor().newInstance() instanceof BaseResponse) {
BaseResponse response = (BaseResponse)returnType.getDeclaredConstructor().newInstance();
response.setSuccess(false);
response.setResponseMessage(throwable.toString());
response.setResponseCode(GlobalConstant.BIZ_ERROR);
return response;
}
LOGGER.error(
"failed to getFailedResponse , returnType (" + returnType + ") is not instanceof BaseResponse");
return null;
}
}
以上代码，和前面的切面有点类似，主要是定义了一个切面，会对所有标注@Facade的方法进行统一处理，即在开始方法调用前进行参数校验，一旦校验失败，则返回一个固定的失败的Response。
特别需要注意的是，这里之所以可以返回一个固定的BaseResponse，是因为我们会要求我们的所有对外提供的接口的response必须继承BaseResponse类，这个类里面会定义一些默认的参数，如错误码等。
之后，只需要对需要参数校验的方法增加对应注解即可：
@Facade
public TestResponse query(User user) {
}
这样，有了以上注解和切面，我们就可以对所有的对外方法做统一的控制了。
其实，以上这个facadeAspect我省略了很多东西，我们真正使用的那个切面，不仅仅做了参数检查，还可以做很多其他事情。比如异常的统一处理、错误码的统一转换、记录方法执行时长、记录方法的入参出参等等。
总之，使用切面+自定义注解，我们可以统一做很多事情。除了以上的这几个场景，我们还有很多相似的用法，比如：
统一的缓存处理。如某些操作需要在操作前查缓存、操作后更新缓存。这种就可以通过自定义注解+切面的方式统一处理。
代码其实都差不多，思路也比较简单，就是通过自定义注解来标注需要被切面处理的累或者方法，然后在切面中对方法的执行过程进行干预，比如在执行前或者执行后做一些特殊的操作。
使用这种方式可以大大减少重复代码，大大提升代码的优雅性，方便我们使用。
但是同时也不能过度使用，因为注解看似简单，但是其实内部有很多逻辑是容易被忽略的。就像我之前写过一篇《Spring官方都推荐使用的@Transactional事务，为啥我不建议使用！》中提到的观点一样，无脑的使用切面和注解，可能会引入一些不必要的问题。
不管怎么说，自定义注解确实是一个很好的发明，可以减少很多重复代码。快快在你的项目中用起来吧。
