玩轉Java注釋:自動調用監聽器
原創【51CTO精選譯文】Listener,直譯為偵聽器或監聽器,在面向對象的開發中經常需要用到。如果你需要啟動或者停止基于Java的Web系統中不同部分的代碼,那么你可以使用一個簡單的ServletContentListener來監聽容器(container)里面的啟動事件和停止事件。這個監聽器可以使用java.util.ServiceLoader去尋找這些被偵聽事件所對應的已注冊類。
這個方法不錯,但是如果添加一個編譯時間注釋處理器會不會更好呢?如果你用@Lifecycle(LifecycleEvent.STARTUP)注釋一個靜態方法,它將會在開機的時候被調用(在關機的時候被關掉)。處理器會產生類,并為了ServiceLoader而注冊它們。你也可以把同樣的機制用在任何事件總線(event-bus)模型上:在編譯的時候注冊listener,并且帶有注釋,當事件被觸發的時候總線會自動調用他們。從本質上講,你可以通過注釋實現用ServiceLoader在運行時間自動發現代碼。
實際過程中,其概念如下:
1. 你用@EventListener對方法進行注釋(可能包含一些元信息(meta-info))。
2. 注釋處理器為每個@EventListener方法生成一個EventDispatcher,包括注釋中元信息需要的過濾器。
3. 事件總線利用java.util.ServiceLoader找到EventDispatcher的實現。
當EventBus.dispatch被調用時,任何有興趣的、已經用@EventListener注釋的方法都會被調用。
本文將對事件總線創建的幾個必要步驟進行分析,從而闡明這一概念。事件總線不需要任何手動注冊就可以調用已注釋了的listener方法。我們將從Eventbus開始討論,然后是注釋處理器,***是一個用法實例。
組織你的代碼
這個例子的代碼包含兩個單獨的IDE工程
◆EventBus ——包含了事件總線以及注釋處理器
◆EventBusExample ——包含了一個使用事件總線的例子
當操作注釋處理器的時候,你應該在IDE選項中關閉"Compile on Save"(或者其他等同的選項)。這些選項可能會刪除注釋處理器所生成的類,讓你摸不著頭腦。
以下內容將會解釋這些工程中的代碼是如何工作的,而且為了便于說明還提供了一些程序片段。
注釋和事件
你需要的***個東西是一個@EventListener注釋,用來標識那些偵聽事件的方法。下面是一個EventListener注釋的例子,它只能用來注釋方法。在代碼編譯后它將被拋棄,因為所有的處理都是對源代碼進行的。
- @Target(ElementType.METHOD)
- @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
- public @interface EventListener {
- String name() default ".*";
- Class<?> source() default Object.class;
- }
由于這個例子是一個事件總線模型,那么listener方法***只接受它們唯一感興趣的事件。為了便于執行這個規則,在BusEventObject類中包含了你想過濾的名字(以@EventListener注釋里面的名字為基礎)。為了讓過濾事件更加簡單,這個普通的EventObject類中還有一個附加的名字域。BusEventObject也作為一個標識,可以標識出通過EventBus分派的事件。
- public abstract class BusEventObject extends EventObject {
- private final String name;
- public BusEventObject(
- final Object source,
- final String name) {
- super(source);
- if(name == null || name.isEmpty()) {
- throw new IllegalArgumentException("empty or null name");
- }
- this.name = name;
- }
- public String getName() {
- return name;
- }
- }
注釋處理器
為了開始寫注釋處理器,你首先應該熟悉javax.annotation.processing 和 javax.lang.model的包組。一般來說,你可以直接掠過執行處理器接口,進入抽象類javax.annotation.processing.AbstractProcessor。AbstractProcessor需要一些關于實現的信息,這些信息用來提供注釋。例子中的EventListenerAnnotationProcessor代碼聲明如下所示:
- @SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_5)
- @SupportedAnnotationTypes(EventListenerAnnotationProcessor.ANNOTATION_TYPE)
- public class EventListenerAnnotationProcessor extends AbstractProcessor {
@SupportedSourceVersion告訴AbstractProcessor你只想要用java5或者更高版本寫的源文件;而@SupportedAnnotationTypes告訴AbstractProcessor哪個注釋是你感興趣的(EventListener.class.getName()不會作為一個注釋值起作用,因為編譯器不能計算這種表達式的值)。
- public static final String ANNOTATION_TYPE = "eventbus.EventListener";
為了簡單起見,注釋處理器被分成兩個主要的類(EventListenerAnnotationProcessor 和EventDispatcherGenerator)以及一個通用工具類(ServiceRegistration)。為了便于編譯器注釋工具執行EventListenerAnnotationProcessor,你需要用一個服務文件來注冊它(編譯器也使用ServiceLoader)。
eventbus.processor.EventListenerAnnotationProcessor
服務注冊文件(META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor)是根據ServiceLoader一定能找到的接口來命名的。
EventListenerAnnotationProcessor.process()方法的***個行動就是找到這輪編譯中所有的@EventListener方法。
- final Elements elements = processingEnv.getElementUtils();
- final TypeElement annotation = elements.getTypeElement(ANNOTATION_TYPE);
- final Set<? extends Element> methods =
- roundEnv.getElementsAnnotatedWith(annotation);
Element對象很像編譯器以及注釋處理器的反射對象(reflection objects)。TypeElement就像是類,而ExecutableElement跟構造器或者方法類似。RoundEnvironment(代表本輪注釋處理)將會返回到被@EventListener 注釋的Element。
EventDispatcherGenerator
EventDispatcherGenerator是一個非常簡單的代碼生成器。你可能更喜歡用模板(比如FreeMarker 或者Velocity)來生成你的源代碼,但是這個例子中的代碼是用PrintWriter寫的。每個代表@EventListener注釋方法的ExecutableElementEvent被傳遞到DispatcherGenerator.generate,它可以給EventDispatcher寫出源代碼。
- for(final Element m : methods) {
- // ensure that the element is a method
- if(m.getKind() == ElementKind.METHOD) {
- final ExecutableElement method = (ExecutableElement)m;
- results.add(generator.generate(method));
- }
- }
該EventDispatcherGenerator需要為每個方法產生一個Java源文件。一個注釋處理器用ProcessingEnvironment提供的過濾目標來創建用于編寫代碼的源文件。
- final JavaFileObject file = processingEnvironment.getFiler().createSourceFile(
- className, // ie: com.mydomain.example.OnMessageDispatcher
- method); // ie: com.mydomain.example.Listener.onMessage(MessageEvent)
在這個例子中,給定的過濾器ExecutableElement代表了已經注釋的方法(createSourceFile中的第二個觀點)。這會告訴環境你正在生成跟那個方法相關的源代碼,雖然不是必須的,但是比較有用。然后代碼用JavaFileObject來打開一個書寫器,并開始生成源代碼。
- final Writer writer = file.openWriter();
- final PrintWriter pw = new PrintWriter(writer);
- pw.append("package ").append(packageName).println(';');
在@EventListener注釋中為方法指定值,從而在調用注釋方法之前產生一個if 語句,這個if語句可以過濾BusEventObjects。EventDispatcherGenerator把if 語句寫進源代碼,從而決定是否把事件對象分派到@EventListener方法中去。
- public final class EventBus {
- private static final EventDispatcher[] DISPATCHERS;
- static {
- final ServiceLoader<EventDispatcher> loader =
- ServiceLoader.load(EventDispatcher.class);
- final List<EventDispatcher> list = new ArrayList<EventDispatcher>();
- for(final EventDispatcher dispatcher : loader) {
- list.add(dispatcher);
- }
- DISPATCHERS = list.toArray(new EventDispatcher[list.size()]);
- }
- private EventBus() {
- }
- public static void dispatch(final BusEventObject object) {
- if(object == null) {
- throw new IllegalArgumentException("null event object");
- }
- for(final EventDispatcher dispatcher : DISPATCHERS) {
- dispatcher.dispatch(object);
- }
- }
- public static interface EventDispatcher {
- void dispatch(BusEventObject object);
- }
- }
#p#
對EventDispatcher進行注冊
對于生成EventDispatcher來說,***的工作就是在一個服務文件中把它們全部列出,這樣在EventBus初始化的時候ServiceLoader能夠找得到它們。這個過程有幾個技巧。注釋處理器會給你一個列表,上面只列出了目前編譯中的方法。如果開發人員不想馬上編譯他們的所有代碼,那么處理器代碼需要跟蹤已經編譯好了的和那些正在編譯的方法。這便是ServiceRegistration類所要做的工作。
首先,你需要告訴ServiceRegistration來讀在源路徑或者類輸出目錄中現存的服務文件。接下來,你添加新編譯的EventDispatcher類,然后把新的服務文件寫到類的輸出目錄中。
- final AnnotationHelper annotation = new AnnotationHelper(
- method,
- EventListenerAnnotationProcessor.ANNOTATION_TYPE,
- environment.getElementUtils());
- final String nameFilter = (String)annotation.getValue("name");
- final TypeElement sourceFilter = (TypeElement)environment.getTypeUtils().
- asElement((TypeMirror)annotation.getValue("source"));
- pw.println("\tpublic void dispatch(eventbus.BusEventObject event) {");
- pw.print("\t\tif(event instanceof ");
- pw.println(eventType.getQualifiedName());
- pw.println("\t\t\t\t&& nameFilter.matcher(event.getName()).matches()");
- pw.append("\t\t\t\t&& event.getSource() instanceof ").
- append(sourceFilter.getQualifiedName()).println(") {");
把所有的東西放在一起
EventBus工程的結果是一個簡單的JAR文件,既有編譯時間又有運行時間代碼(盡管你可以把它分解成兩個JAR文件)。現在你需要寫一個BusEventObject的子類,它可以通過EventBus被分派到listener。你還需要一個@EventListener方法,來接受你的新事件類的實例。***:你需要一個類來分派事件(從一個源文件)。
為了驗證@EventListener方法生成了一個EventDispatcher,你需要讓編譯器知道運行EventListenerAnnotationProcessor。這個過程根據IDE的不同而不同,但是驗證了JAR文件是在類路徑上或者在你工程庫里已經足夠了。在一些IDE里,你需要對注釋處理器進行手動注冊。而這個例子中,MessageEvent類將通過事件總線來分派:
- public class MessageEvent extends BusEventObject {
- private final String message;
- // constructor, etc.
- public String getMessage() {
- return message;
- }
- }
你需要一個@EventListener來接受MessageEvent對象,并進行一些處理。請記住,你可以在任何類中進行這樣的操作,只要注釋處理器有機會看代碼。比如本例,代碼打開了一個帶有消息的JoptionPane:
- @EventListener
- public static void onMessage(final MessageEvent event) {
- JOptionPane.showMessageDialog(
- null,
- event.getMessage(),
- "Message Event",
- JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);
- }
這個listener MessageListener是一個包羅萬象的listener,可以接受所有通過事件總線分派過來的MessageEvent對象。
剩下唯一需要做的事情就是通過EventBus來分派MessageEvent:
- EventBus.dispatch(new MessageEvent(
- this,
- "message",
- "Hello World!"));
MessageEvent構造器接管了事件的源,事件名字,以及消息。這個事件將去向任何由@EventListener注釋的方法,并接受MessageEvent作為他們的參數。
輸出文件在哪里?
#t#當你完成編譯代碼以后,看看創建目錄。在每個帶有@EventListener方法的類文件旁邊,那里應該有*EventDispatcher Java源文件以及生成的類文件。如果那些文件不在那里,請確保你已經設置了你的創建目錄環境,以便于EventListenerAnnotationProcessor對于編譯器以及注釋處理工具是可見的(你可以回去參考"組織你的代碼"那一節)。
我希望,你會發現使用ServiceLoader注釋讓你的生活更輕松。
原文:Implement Automatic Discovery in Your Java Code with Annotations 作者:Jason Morris