在上篇文章 Spring 注解編程之模式注解 中我們講到 Spring 模式注解底層原理，依靠 AnnotationMetadata 接口判斷是否存在指定元注解。

這篇文章我們主要深入 AnnotationMetadata，了解其底層原理。

Spring 版本為 5.1.8-RELEASE

AnnotationMetadata 結構

使用 IDEA 生成 AnnotationMetadata 類圖，如下：

AnnotationMetadata 存在兩個實現類分別為 StandardAnnotationMetadata與 AnnotationMetadataReadingVisitor。StandardAnnotationMetadata主要使用 Java 反射原理獲取元數據，而 AnnotationMetadataReadingVisitor 使用 ASM 框架獲取元數據。

Java 反射原理大家一般比較熟悉，而 ASM 技術可能會比較陌生，下面主要篇幅介紹 AnnotationMetadataReadingVisitor 實現原理。

基于 AnnotationMetadata#getMetaAnnotationTypes方法，查看兩者實現區別。

AnnotationMetadataReadingVisitor

ASM 是一個通用的 Java 字節碼操作和分析框架。它可以用于修改現有類或直接以二進制形式動態生成類。 ASM 雖然提供與其他 Java 字節碼框架如 Javassist，CGLIB類似的功能，但是其設計與實現小而快，且性能足夠高。

Spring 直接將 ASM 框架核心源碼內嵌于 Spring-core中，目前 Spring 5.1 使用 ASM 7 版本。

ASM 框架簡單應用

Java 源代碼經過編譯器編譯之后生成了 .class 文件。

Class文件是有8個字節為基礎的字節流構成的，這些字節流之間都嚴格按照規定的順序排列，并且字節之間不存在任何空隙，對于超過8個字節的數據，將按 照Big-Endian的順序存儲的，也就是說高位字節存儲在低的地址上面，而低位字節存儲到高地址上面，其實這也是class文件要跨平臺的關鍵，因為 PowerPC架構的處理采用Big-Endian的存儲順序，而x86系列的處理器則采用Little-Endian的存儲順序，因此為了Class文 件在各中處理器架構下保持統一的存儲順序，虛擬機規范必須對起進行統一。

Class 文件中包含類的所有信息，如接口，字段屬性，方法，在內部這些信息按照一定規則緊湊排序。ASM 框會以文件流的形式讀取 class 文件，然后解析過程中使用觀察者模式（Visitor），當解析器碰到相應的信息委托給觀察者（Visitor）。

使用 ASM 框架首先需要繼承 ClassVisitor，完成解析相應信息，如解析方法，字段等。

然后使用 ClassReader 讀取類文件，然后再使用 ClassReader#accpet 接受 ClassVisitor。

輸出結果為：

com/spring/learning/customizescanning/asm/Person extends java/lang/Object {Lcom/spring/learning/customizescanning/asm/ASMAnnotation; Ljava/lang/String; name class org.objectweb.asm.TypeI age class org.objectweb.asm.Type<init>()Vadd(II)IgetName()Ljava/lang/String;setName(Ljava/lang/String;)VgetAge()IsetAge(I)V }

可以看到 ClassVisitor 相應方法可以用來解析類的相關信息，這里我們主要關注解析類上注解信息。解析注解將會在 ClassVisitor#visitAnnotation完成解析。 該方法返回了一個 AnnotationVisitor 對象，其也是一個 Visitor 對象。后續解析器會繼續調用 AnnotationVisitor內部方法進行再次解析。

以上實現采用 ASM Core API ,而 ASM 框架還提供 Tree API 用法。具體用法參考：https://asm.ow2.io/

AnnotationMetadataReadingVisitor#getMetaAnnotationTypes 源碼解析

AnnotationMetadataReadingVisitor#getMetaAnnotationTypes 方法實現非常簡單，直接從 metaAnnotationMap 根據注解類名稱獲取其上面所有元注解。注解相關信息解析由 AnnotationMetadataReadingVisitor#visitAnnotation 完成。

在 visitAnnotation 方法中，metaAnnotationMap當做構造參數傳入了 AnnotationAttributesReadingVisitor 對象中，metaAnnotationMap會在這里面完成賦值。

AnnotationAttributesReadingVisitor#visitEnd 將會排除 java.lang.annotation 下的注解，然后通過遞歸調用 recursivelyCollectMetaAnnotations獲取元注解，不斷將元注解置入 metaAnnotationMap中。

最后使用 UML 時序圖中，概括以上調用流程。

Spring 4 之后版本才有遞歸查找元注解的方法。各位同學可以翻閱 Spring3 的版本作為比較，可以看出 Spring 的代碼功能也是逐漸迭代升級的。

StandardAnnotationMetadata

StandardAnnotationMetadata 主要使用 Java 反射原理獲取相關信息。在 Spring 中封裝很多了反射工具類用于操作。

StandardAnnotationMetadata#getMetaAnnotationTypes 通過使用 Spring 工具類 AnnotatedElementUtils.getMetaAnnotationTypes方法獲取。源碼調用比較清晰，各位同學可以自行翻閱理解，可以參考下面時序圖理解，這里不再敘述。

總結

本文介紹了 AnnotationMetadata兩種實現方案，一種基于 Java 反射，另一種基于 ASM 框架。

兩種實現方案適用于不同場景。StandardAnnotationMetadata基于 Java 反射，需要加載類文件。而 AnnotationMetadataReadingVisitor基于 ASM 框架無需提前加載類，所以適用于 Spring 應用掃描指定范圍內模式注解時使用。

擴展閱讀

實例分析JAVA CLASS的文件結構

asm 官方文檔

『Spring Boot 編程思想』-小馬哥

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轉載于:https://www.cnblogs.com/goodAndyxublog/p/11218619.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Spring 注解编程之 AnnotationMetadata的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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