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    自定義注解!絕對是程序員裝逼的利器??!

    GitHub 18k Star 的Java工程師成神之路,不來了解一下嗎!

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    相信很多人對Java中的注解都很熟悉,比如我們經常會用到的一些如@Override、@Autowired、@Service等,這些都是JDK或者諸如Spring這類框架給我們提供的。

    在以往的面試過程中,我發現,關于注解的知識很多程序員都僅僅停留在使用的層面上,很少有人知道注解是如何實現的,更別提使用自定義注解來解決實際問題了。

    但是其實,我覺得一個好的程序員的標準就是懂得如何優化自己的代碼,那在代碼優化上面,如何精簡代碼,去掉重復代碼就是一個至關重要的話題,在這個話題領域,自定義注解絕對可以算得上是一個大大的功臣。

    所以,在我看來,會使用自定義注解 ≈ 好的程序員。

    那么,本文,就來介紹幾個,作者在開發中實際用到的幾個例子,向你介紹下如何使用注解來提升你代碼的逼格。

    基本知識

    在Java中,注解分為兩種,元注解和自定義注解。

    很多人誤以為自定義注解就是開發者自己定義的,而其它框架提供的不算,但是其實上面我們提到的那幾個注解其實都是自定義注解。

    關于"元"這個描述,在編程世界里面有都很多,比如"元注解"、"元數據"、"元類"、"元表"等等,這里的"元"其實都是從meta翻譯過來的。

    一般我們把元注解理解為描述注解的注解元數據理解為描述數據的數據元類理解為描述類的類...

    所以,在Java中,除了有限的幾個固定的"描述注解的注解"以外,所有的注解都是自定義注解。

    在JDK中提供了4個標準的用來對注解類型進行注解的注解類(元注解),他們分別是:

    @Target
    @Retention
    @Documented
    @Inherited

    除了以上這四個,所有的其他注解全部都是自定義注解。

    這里不準備深入介紹以上四個元注解的作用,大家可以自行學習。

    本文即將提到的幾個例子,都是作者在日常工作中真實使用到的場景,這例子有一個共同點,那就是都用到了Spring的AOP技術。

    什么是AOP以及他的用法相信很多人都知道,這里也就不展開介紹了。

    使用自定義注解做日志記錄

    不知道大家有沒有遇到過類似的訴求,就是希望在一個方法的入口處或者出口處做統一的日志處理,比如記錄一下入參、出參、記錄下方法執行的時間等。

    如果在每一個方法中自己寫這樣的代碼的話,一方面會有很多代碼重復,另外也容易被遺漏。

    這種場景,就可以使用自定義注解+切面實現這個功能。

    假設我們想要在一些web請求的方法上,記錄下本次操作具體做了什么事情,比如新增了一條記錄或者刪除了一條記錄等。

    首先我們自定義一個注解:

    /**
     * Operate Log 的自定義注解
     */
    @Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    public @interface OpLog {
    
        /**
         * 業務類型,如新增、刪除、修改
         *
         * @return
         */
        public OpType opType();
    
        /**
         * 業務對象名稱,如訂單、庫存、價格
         *
         * @return
         */
        public String opItem();
    
        /**
         * 業務對象編號表達式,描述了如何獲取訂單號的表達式
         *
         * @return
         */
        public String opItemIdExpression();
    }

    因為我們不僅要在日志中記錄本次操作了什么,還需要知道被操作的對象的具體的唯一性標識,如訂單號信息。

    但是每一個接口方法的參數類型肯定是不一樣的,很難有一個統一的標準,那么我們就可以借助Spel表達式,即在表達式中指明如何獲取對應的對象的唯一性標識。

    有了上面的注解,接下來就可以寫切面了。主要代碼如下:

    /**
     * OpLog的切面處理類,用于通過注解獲取日志信息,進行日志記錄
     *
     * @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 {
                // 目標方法執行
                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();
                // 獲取參數值
                Object[] args = pjp.getArgs();
    
                // 獲取運行時參數的名稱
                LocalVariableTableParameterNameDiscoverer discoverer
                    = new LocalVariableTableParameterNameDiscoverer();
                String[] parameterNames = discoverer.getParameterNames(method);
    
                // 將參數綁定到context中
                if (parameterNames != null) {
                    for (int i = 0; i < parameterNames.length; i++) {
                        context.setVariable(parameterNames[i], args[i]);
                    }
                }
    
                // 將方法的resp當做變量放到context中,變量名稱為該類名轉化為小寫字母開頭的駝峰形式
                if (response != null) {
                    context.setVariable(
                        CaseFormat.UPPER_CAMEL.to(CaseFormat.LOWER_CAMEL, response.getClass().getSimpleName()),
                        response);
                }
    
                // 解析表達式,獲取結果
                String itemId = String.valueOf(expression.getValue(context));
    
                // 執行日志記錄
                handle(opLog.opType(), opLog.opItem(), itemId);
            }
    
            return response;
        }
    
    
        private void handle(OpType opType,  String opItem, String opItemId) {
          // 通過日志打印輸出
          LOGGER.info("opType = " + opType.name() +",opItem = " +opItem + ",opItemId = " +opItemId);
        }
    }

    以上切面中,有幾個點需要大家注意的:

    1、使用@Around注解來指定對標注了OpLog的方法設置切面。 2、使用Spel的相關方法,通過指定的表示,從對應的參數中獲取到目標對象的唯一性標識。 3、再方法執行成功后,輸出日志。

    有了以上的切面及注解后,我們只需要在對應的方法上增加注解標注即可,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 {
    }

    上面這種是入參的參數列表中已經有了被操作的對象的唯一性標識,直接使用#id指定即可。

    如果被操作的對象的唯一性標識不在入參列表中,那么可能是入參的對象中的某一個屬性,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,即可從入參的OrderVO對象的id屬性的值獲取。

    如果我們要記錄的唯一性標識,在入參中沒有的話,應該怎么辦呢?最典型的就是插入方法,插入成功之前,根本不知道主鍵ID是什么,這種怎么辦呢?

    我們上面的切面中,做了一件事情,就是我們把方法的返回值也會使用表達式進行一次解析,如果可以解析得到具體的值,可以是可以。如以下寫法:

     @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,就是一個簡單的使用自定義注解+切面進行日志記錄的場景。下面我們再來看一個如何使用注解做方法參數的校驗。

    使用自定義注解做前置檢查

    當我們對外部提供接口的時候,會對其中的部分參數有一定的要求,比如某些參數值不能為空等。大多數情況下我們都需要自己主動進行校驗,判斷對方傳入的值是否合理。

    這里推薦一個使用HibernateValidator + 自定義注解 + AOP實現參數校驗的方式。

    首先我們會有一個具體的入參類,定義如下:

    public class User {
        private String idempotentNo;
        @NotNull(
            message = "userName can't be null"
        )
        private String userName;
    }

    以上,對userName參數注明不能為null。

    然后再使用hibernate validator定義一個工具類,用于做參數校驗。

    /**
     * 參數校驗工具
     *
     * @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());
            }
        }
    }

    以上代碼,會對一個bean進行校驗,一旦失敗,就會拋出ValidationException。

    接下來定義一個注解:

    /**
     * facade接口注解, 用于統一對facade進行參數校驗及異常捕獲
     * <pre>
     *      注意,使用該注解需要注意,該方法的返回值必須是BaseResponse的子類
     * </pre>
     */
    
    @Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    public @interface Facade {
    
    }

    這個注解里面沒有任何參數,只用于標注那些方法要進行參數校驗。

    接下來定義切面:

    /**
     * Facade的切面處理類,統一統計進行參數校驗及異常捕獲
     *
     * @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();
    
            //循環遍歷所有參數,進行參數校驗
            for (Object parameter : args) {
                try {
                    BeanValidator.validateObject(parameter);
                } catch (ValidationException e) {
                    return getFailedResponse(returnType, e);
                }
            }
    
            try {
                // 目標方法執行
                Object response = pjp.proceed();
                return response;
            } catch (Throwable throwable) {
                return getFailedResponse(returnType, throwable);
            }
        }
    
        /**
         * 定義并返回一個通用的失敗響應
         */
        private Object getFailedResponse(Class returnType, Throwable throwable)
            throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
    
            //如果返回值的類型為BaseResponse 的子類,則創建一個通用的失敗響應
            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;
        }
    }

    以上代碼,和前面的切面有點類似,主要是定義了一個切面,會對所有標注@Facade的方法進行統一處理,即在開始方法調用前進行參數校驗,一旦校驗失敗,則返回一個固定的失敗的Response,特別需要注意的是,這里之所以可以返回一個固定的BaseResponse,是因為我們會要求我們的所有對外提供的接口的response必須繼承BaseResponse類,這個類里面會定義一些默認的參數,如錯誤碼等。

    之后,只需要對需要參數校驗的方法增加對應注解即可:

    @Facade
    public TestResponse query(User user) {
    
    }

    這樣,有了以上注解和切面,我們就可以對所有的對外方法做統一的控制了。

    其實,以上這個facadeAspect我省略了很多東西,我們真正使用的那個切面,不僅僅做了參數檢查,還可以做很多其他事情。比如異常的統一處理、錯誤碼的統一轉換、記錄方法執行時長、記錄方法的入參出參等等。

    總之,使用切面+自定義注解,我們可以統一做很多事情。除了以上的這幾個場景,我們還有很多相似的用法,比如:

    統一的緩存處理。如某些操作需要在操作前查緩存、操作后更新緩存。這種就可以通過自定義注解+切面的方式統一處理。

    代碼其實都差不多,思路也比較簡單,就是通過自定義注解來標注需要被切面處理的累或者方法,然后在切面中對方法的執行過程進行干預,比如在執行前或者執行后做一些特殊的操作。

    使用這種方式可以大大減少重復代碼,大大提升代碼的優雅性,方便我們使用。

    但是同時也不能過度使用,因為注解看似簡單,但是其實內部有很多邏輯是容易被忽略的。就像我之前寫過一篇《Spring官方都推薦使用的@Transactional事務,為啥我不建議使用!》中提到的觀點一樣,無腦的使用切面和注解,可能會引入一些不必要的問題。

    不管怎么說,自定義注解卻是是一個很好的發明,可以減少很多重復代碼??炜煸谀愕捻椖恐杏闷饋戆?。

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