Java8中的型別註解淺析

註解大家都知道，從java5開始加入這項特性，發展到現在已然是遍地開花，在許多框架中得到了廣泛的使用，用來簡化程式中的配置。那充滿爭議的類型註解究竟是什麼？複雜還是便利？

一、什麼是類型註解

在java 8之前，註解只能是在聲明的地方所使用，比如類，方法，屬性；java 8裡面，註解可以應用在任何地方，比如：

創建類實例

new @Interned MyObject();

類型映射

myString = (@NonNull String) str;

implements 語句中

class UnmodifiableList<T> implements @Readonly List<@Readonly T> { ... }

throw exception聲明

void monitorTemperature() throws @Critical TemperatureException { ... }

需要注意的是，類型註解只是語法而不是語義，並不會影響java的編譯時間，加載時間，以及運行時間，也就是說，編譯成class檔案的時候並不包含類型註解。

二、類型註解的作用

先看看下面程式碼：

Collections.emptyList().add("One");
int i=Integer.parseInt("hello");
System.console().readLine();

上面的程式碼編譯是通過的，但運行是會分別報UnsupportedOperationException；NumberFormatException；NullPointerException異常，這些都是runtime 異常，這些都是runtimeerror；NullPointerException異常，這些都是runtimeerror；被用來支援在Java的程式中做強型別檢查。配合插件式的check framework，可以在編譯的時候偵測出runtime error，以提高程式碼品質。這就是類型註解的作用了。

三、check framework

check framework是第三方工具，配合Java的類型註解效果就是1+1>2。它可以嵌入到javac編譯器裡面，可以配合ant和maven使用，也可以當作eclipse插件。網址是http://types.cs.washington.edu/checker-framework/。

check framework可以找到類型註解出現的地方並檢查，舉個簡單的例子：

import checkers.nullness.quals.*;
public class GetStarted {
    void sample() {
        @NonNull Object ref = new Object();
    }
}

使用javac編譯上面的類 

javac -processor checkers.nullness.NullnessChecker GetStarted.java

編譯是通過，但如果修改成：

@NonNull Object ref = null;

import checkers.nullness.quals.*;
public class GetStarted {
    void sample() {
        /*@NonNull*/ Object ref = null;
    }
}

編譯是通過，但如果修改成：

@NotEmpty List<@NonNull String> strings = new ArrayList<@NonNull String>()>

如果你不想使用類型註解檢測出來錯誤，則不需要processor，直接javac GetStarted.java是可以編譯通過的，這是在java 8 with Type Annotation Support版本裡面可以，但java 5,6,7版本都不行，因為javac編譯器不知道@ NonNull是什麼東西，但check framework 有個向下相容的解決方案，就是將型別註解nonnull用/**/註解起來

，例如上面例子修改為：

var strings = ["one", "two"];

這樣javac編譯器就會忽略掉註解塊，但用check framework裡面的javac編譯器同樣能夠偵測出nonnull錯誤。

透過類型註解+check framework我們可以看到，現在runtime error可以在編譯時候就能找到。

四、關於JSR 308

JSR 308想要解決在Java 1.5註解中出現的兩個問題：

1.在句法上對註解的限制：只能把註解寫在聲明的地方 
2.系統在語意上的限制：型別系統仍無法預防所有的bug 

JSR 308 透過以下方法解決上述兩個問題：

1.對Java語言的句法進行擴充，允許註解出現在更多的位置上。包括：方法接收器（method receivers，譯註：例public int size() @Readonly { ... }），泛型參數，數組，類型轉換，類型測試，對象創建，類型參數綁定，類繼承和throws子句。其實就是型別註解，現在是java 8的一個特性

2.透過引入可插拔的型別系統（pluggable type systems）能夠創造出更強大的註解處理器。類型檢查器對具有類型限定註解的原始碼進行分析，一旦發現不匹配等錯誤之處就會產生警告訊息。其實就是check framework

對JSR308，有人反對，覺得更複雜更靜態了，例如 

rrreee

換成動態語言為 

rrreee

有人贊成，說到底，程式碼才是「最根本」的文檔。程式碼中包含的註解清楚地表明了程式碼編寫者的意圖。當沒有及時更新或有遺漏的時候，恰恰是註解中包含的意圖訊息，最容易在其他文件中被遺失。而且將執行時期的錯誤轉到編譯階段，不但可以加速開發進程，還可以節省測試時檢查bug的時間。

五、總結

並不是人人都喜歡這個特性，特別是動態語言比較流行的今天，所幸，java 8並不強求大家使用這個特性，反對的人可以不使用這一特性，而對代碼品質有些要求比較高的人或公司可以採用JSR 308，畢竟代碼才是「最基本」的文檔，這句話我是贊同的。雖然程式碼會增多，但可以讓你的程式碼更有表達意義。對這個特性有何看法，大家各抒己見。 。

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