Java插入式注解处理API科普
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插入式注解处理API（JSR269）是用于处理注解（元数据，JSR175）的一套API。其API位于javax.annotation.processing和javax.lang.model包下。
插入式注解处理API可以让你在编译期访问注解元数据，处理和自定义你的编译输出，像反射一样访问类、字段、方法和注解等元素，创建新的源文件等等。可用于减少编写配置文件的劳动量，提高代码可读性等等。本文中我们将尝试着创建一个注解处理器用于标识一个服务提供者（Service Provider），并同时讲解插入式注解处理API的相关内容。
首先创建一个@ServiceProvider注解，该注解用于标识一个服务提供者类，其value()值为服务接口类的类对象。
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface ServiceProvider {
Class<?> value();
}
接下来，我们为该注解创建一个注解处理器，注解处理器需实现javax.annotation.processing.Processor接口或继承javax.annotation.processing.AbstractProcessor类。
public class ServiceProviderProcessor extends AbstractProcessor {
@Override
public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
return false;
}
}
同时，我们要在我们的源文件路径下的META-INF.services文件夹下，创建一个名为javax.annotation.processing.Processor的文本文件，其中写入我们的注解处理器的全称，例如：
com.github.mouse0w0.jsr269.ServiceProviderProcessor
在services下添加了注解处理器服务后，Java编译器就能够自动地发现你的注解处理器了。
现在的文件结构如下所示：
src
|- com
|- github
|- mouse0w0
|- jsr269
|- ServiceProvider.java
|- ServiceProviderProcessor.java
|- META-INF
|- services
|- javax.annotation.processing.Processor
pom.xml
为了能够让我们的项目能够通过编译，我们需要为Java编译器添加一个不进行注解处理的参数。假设我们使用Maven构建项目，那么在pom.xml文件中添加编译参数设置：
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<compilerArgument>-proc:none</compilerArgument>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
这样，Java编译器就不会试图寻找我们的注解处理器了。
接下来介绍一下ProcessingEnvironment接口。该接口表示一个处理环境，可以通过实现init(ProcessingEnvironment)方法或使用processingEnv字段取得。它提供了许多接口用于与编译器、源文件和类文件的交互。有了它，你就可以发送编译信息（提示、警告甚至是错误等等），创建新的源文件或类文件。它的接口声明如下：
public interface ProcessingEnvironment {
Map<String,String> getOptions();
/**
* 返回消息发送器，用于发送消息
*/
Messager getMessager();
/**
* 返回文件访问器，用于创建源文件、类文件或者其他文件
*/
Filer getFiler();
Elements getElementUtils();
Types getTypeUtils();
/**
* 返回当前的源代码版本
*/
SourceVersion getSourceVersion();
/**
* 返回当前的语言环境
*/
Locale getLocale();
}
接下来我们开始着手编写我们的注解处理器吧。首先我们需要重写两个方法：
@Override
public SourceVersion getSupportedSourceVersion() { // 支持的源代码版本
return SourceVersion.RELEASE_8;
}
@Override
public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() { // 支持的注解类型
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add(ServiceProvider.class.getName());
return set;
}
然后，向process方法中添加我们的代码逻辑：
private final Map<String, List<String>> services = new HashMap<>();
@Override
public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
if (!roundEnv.processingOver()) { // 判断是否为最终轮
for (Element element : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(ServiceProvider.class)) {
if (!(element instanceof TypeElement)) {
continue;
}
addService(findAnnoValue(element, ServiceProvider.class.getName(), "value").getValue().toString(), ((TypeElement) element).getQualifiedName().toString());
}
} else {
saveAll();
}
return false; // 如果为true，则接下来的处理器不可处理该注解；如果为false，则接下来的处理器可以处理该处理器处理的注解。
}
private AnnotationValue findAnnoValue(Element element, String annoType, String key) {
for (AnnotationMirror anno : element.getAnnotationMirrors()) {
if (!ServiceProvider.class.getName().equals(anno.getAnnotationType().toString())) {
continue;
}
for (Map.Entry<? extends ExecutableElement, ? extends AnnotationValue> entry : anno.getElementValues().entrySet()) {
if (key.equals(entry.getKey().getSimpleName().toString())) {
return entry.getValue();
}
}
}
return null;
}
private void addService(String service, String provider) {
services.computeIfAbsent(service, s -> new ArrayList<>()).add(provider);
}
private void saveAll() {
for (Map.Entry<String, List<String>> entry : services.entrySet()) {
FileObject fileObject = null;
try {
fileObject = processingEnv.getFiler().createResource(StandardLocation.CLASS_OUTPUT, "", "META-INF/services/" + entry.getKey());
} catch (IOException e) {
processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
if (fileObject == null) {
processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, "Cannot create file object for " + entry.getKey());
return;
}
try (Writer writer = fileObject.openWriter()) {
for (String s : entry.getValue()) {
writer.append(s).append("\n");
}
} catch (IOException e) {
processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
}
现在，你可以将注解处理器打包为Jar类库，然后由你的其他项目引用并构建。就会自动的生成对应的Service文件了！
@ServiceProvider(Processor.class)
public class ExampleClass {
}
更多关于插入式注解处理API的详细信息，请浏览Java文档javax.annotation.processing和javax.lang.model。
强烈建议使用Maven或Gradle等自动构建工具进行构建，否则你可能需要配置你的IDE以使用注解处理器。
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