JDK6的新特性之六:插入式注解处理API(Pluggable Annotation Processing API)

插入式注解处理API(JSR 269)提供一套标准API来处理Annotations(JSR 175),实际上JSR 269不仅仅用来处理Annotation,我觉得更强大的功能是它建立了Java 语言本身的一个模型,它把method, package, constructor, type, variable, enum, annotation等Java语言元素映射为Types和Elements(两者有什么区别?), 从而将Java语言的语义映射成为对象, 我们可以在javax.lang.model包下面可以看到这些类. 所以我们可以利用JSR 269提供的API来构建一个功能丰富的元编程(metaprogramming)环境. JSR 269用Annotation Processor在编译期间而不是运行期间处理Annotation, Annotation Processor相当于编译器的一个插件,所以称为插入式注解处理.如果Annotation Processor处理Annotation时(执行process方法)产生了新的Java代码,编译器会再调用一次Annotation Processor,如果第二次处理还有新代码产生,就会接着调用Annotation Processor,直到没有新代码产生为止.每执行一次process()方法被称为一个"round",这样整个Annotation processing过程可以看作是一个round的序列. JSR 269主要被设计成为针对Tools或者容器的API. 举个例子,我们想建立一套基于Annotation的单元测试框架(如TestNG),在测试类里面用Annotation来标识测试期间需要执行的测试方法,如下所示:

@TestMethod
 public void testCheckName(){
       //do something here
 }

这时我们就可以用JSR 269提供的API来处理测试类,根据Annotation提取出需要执行的测试方法.

另一个例子是如果我们出于某种原因需要自行开发一个符合Java EE 5.0的Application Server(当然不建议这样做),我们就必须处理Common Annotations(JSR 250),Web Services Metadata(JSR 181)等规范的Annotations,这时可以用JSR 269提供的API来处理这些Annotations. 在现在的开发工具里面,Eclipse 3.3承诺将支持JSR 269

下面我用代码演示如何来用JSR 269提供的API来处理Annotations和读取Java源文件的元数据(metadata)

 /**
 * Created by IntelliJ IDEA.
 * User: Chinajash
 * Date: Dec 31, 2006
 */
@SupportedAnnotationTypes("PluggableAPT.ToBeTested")//可以用"*"表示支持所有Annotations
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_6)
public class MyAnnotationProcessor extends AbstractProcessor {
    private void note(String msg) {
        processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, msg);
    }
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        //annotations的值是通过@SupportedAnnotationTypes声明的且目标源代码拥有的所有Annotations
        for(TypeElement te:annotations){
            note("annotation:"+te.toString());
        }
        Set<? extends Element> elements = roundEnv.getRootElements();//获取源代码的映射对象
        for(Element e:elements){
            //获取源代码对象的成员
            List<? extends Element> enclosedElems = e.getEnclosedElements();
            //留下方法成员,过滤掉其他成员
            List<? extends ExecutableElement> ees = ElementFilter.methodsIn(enclosedElems);
            for(ExecutableElement ee:ees){
                note("--ExecutableElement name is "+ee.getSimpleName());
                List<? extends AnnotationMirror> as = ee.getAnnotationMirrors();//获取方法的Annotations
                note("--as="+as); 
                for(AnnotationMirror am:as){
                    //获取Annotation的值
                    Map<? extends ExecutableElement, ? extends AnnotationValue> map= am.getElementValues();
                    Set<? extends ExecutableElement> ks = map.keySet();
                    for(ExecutableElement k:ks){//打印Annotation的每个值
                        AnnotationValue av = map.get(k);
                        note("----"+ee.getSimpleName()+"."+k.getSimpleName()+"="+av.getValue());
                    }
                }
            }
        }
        return false;
    }
}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@interface ToBeTested{
    String owner() default "Chinajash";
    String group();
}

编译以上代码,然后再创建下面的Testing对象,不要编译Testing对象,我在后面会编译它

public class Testing{    
    @ToBeTested(group="A")
    public void m1(){
    }
    @ToBeTested(group="B",owner="QQ")
    public void m2(){
    }    
    @PostConstruct//Common Annotation里面的一个Annotation
    public void m3(){
    }    
}

下面我用以下命令编译Testing对象

javac -XprintRounds -processor PluggableAPT.MyAnnotationProcessor Testing.java

-XprintRounds表示打印round的次数,运行上面命令后在控制台会看到如下输出:

Round 1:
        input files: {PluggableAPT.Testing}
        annotations: [PluggableAPT.ToBeTested, javax.annotation.PostConstruct]
        last round: false
Note: annotation:PluggableAPT.ToBeTested
Note: --ExecutableElement name is m1
Note: ")
Note: ----m1.group=A
Note: --ExecutableElement name is m2
Note: ", owner="QQ")
Note: ----m2.group=B
Note: ----m2.owner=QQ
Note: --ExecutableElement name is m3
Note: --as=@javax.annotation.PostConstruct
Round 2:
        input files: {}
        annotations: []
        last round: true

本来想用JDK6.0的Compiler API来执行上面编译命令,可是好像现在Compiler API还不支持-processor参数,运行时总报以下错误

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: invalid flag: -processor PluggableAPT.MyAnnotationProcessor

调用Compiler API的代码是这样的

JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
StandardJavaFileManager fileManager = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
Iterable<? extends JavaFileObject> sourcefiles = fileManager.getJavaFileObjects("Testing.java");
Set<String> options = new HashSet<String>();
options.add("-processor PluggableAPT.MyAnnotationProcessor");
compiler.getTask(null, fileManager, null, options, null, sourcefiles).call();

不知道这是不是Compiler API的一个bug.