面试官：自定义的Java注解是如何生效的？
小白：自定义注解后，需要定义这个注解的注解解析及处理器，在这个注解解析及处理器的内部，通过反射使用Class、Method、Field对象的getAnnotation()方法可以获取各自位置上的注解信息，进而完成注解所需要的行为，例如给属性赋值、查找依赖的对象实例等。
面试官：你说的是运行时的自定义注解解析处理，如果要自定义一个编译期生效的注解，如何实现？
小白：自定义注解的生命周期在编译期的，声明这个注解时@Retention的值为RetentionPolicy.CLASS，需要明确的是此时注解信息保留在源文件和字节码文件中，在JVM加载class文件后，注解信息不会存在内存中。声明一个类，这个类继承javax.annotation.processing.AbstractProcessor抽象类，然后重写这个抽象类的process方法，在这个方法中完成注解所需要的行为。
面试官：你刚刚说的这种方式的实现原理是什么？
小白：在使用javac编译源代码的时候，编译器会自动查找所有继承自AbstractProcessor的类，然后调用它们的process方法，通过RoundEnvironment#getElementsAnnotatedWith方法可以获取所有标注某注解的元素，进而执行相关的行为动作。
面试官：有如下的一个自定义注解，在使用这个注解的时候，它的value值是存在哪的？
@Target(ElementType.TYPE)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface Test { String value() default "";}小白：使用javap -verbose命令查看这个注解的class文件，发现这个注解被编译成了接口，并且继承了java.lang.annotation.Annotation接口，接口是不能直接实例化使用的，当在代码中使用这个注解，并使用getAnnotation方法获取注解信息时，JVM通过动态代理的方式生成一个实现了Test接口的代理对象实例，然后对该实例的属性赋值，value值就存在这个代理对象实例中。
Classfile /Test/bin/Test.class Last modified 2020-3-23; size 423 bytes MD5 checksum be9fb08ef7e5f2c4a1bca7d6f856cfa5 Compiled from "Test.java"public interface Test extends java.lang.annotation.Annotation minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_INTERFACE, ACC_ABSTRACT, ACC_ANNOTATIONConstant pool: #1 = Class #2 // Test #2 = Utf8 Test #3 = Class #4 // java/lang/Object #4 = Utf8 java/lang/Object #5 = Class #6 // java/lang/annotation/Annotation #6 = Utf8 java/lang/annotation/Annotation #7 = Utf8 value #8 = Utf8 ()Ljava/lang/String; #9 = Utf8 AnnotationDefault #10 = Utf8 T #11 = Utf8 SourceFile #12 = Utf8 Test.java #13 = Utf8 RuntimeVisibleAnnotations #14 = Utf8 Ljava/lang/annotation/Target; #15 = Utf8 Ljava/lang/annotation/ElementType; #16 = Utf8 TYPE #17 = Utf8 Ljava/lang/annotation/Retention; #18 = Utf8 Ljava/lang/annotation/RetentionPolicy; #19 = Utf8 RUNTIME{ public abstract java.lang.String value(); descriptor: ()Ljava/lang/String; flags: ACC_PUBLIC, ACC_ABSTRACT AnnotationDefault: default_value: s#10}SourceFile: "Test.java"RuntimeVisibleAnnotations: 0: #14(#7=[e#15.#16]) 1: #17(#7=e#18.#19)面试官：有没有看过这部分的实现源代码？
小白：看过，如果顺着getAnnotation方法继续跟踪源代码，会发现创建代理对象是在AnnotationParser.java中实现的，这个类中有一个annotationForMap方法，它的具体代码如下：
public static Annotation annotationForMap( Class type, Map<String, Object>memberValues) { return (Annotation) Proxy.newProxyInstance( type.getClassLoader(), newClass[] { type }, new AnnotationInvocationHandler(type, memberValues)); }这里使用Proxy.newProxyInstance方法在运行时动态创建代理，AnnotationInvocationHandler实现了InvocationHandler接口，当调用代理对象的value()方法获取注解的value值，就会进入AnnotationInvocationHandler类中的invoke方法，深入invoke方法会发现，获取value值最终是从AnnotationInvocationHandler类的memberValues属性中获取的，memberValues是一个Map类型，key是注解的属性名，这里就是“value”，value是使用注解时设置的值。
public Object invoke(Object var1, Method var2, Object[] var3) { String var4 = var2.getName(); Class[] var5 = var2.getParameterTypes(); if (var4.equals("equals") && var5.length == 1 && var5[0] == Object.class) { return this.equalsImpl(var3[0]); } else if (var5.length != 0) { throw new AssertionError("Too many parameters for an annotation method"); } else { byte var7 = -1; switch(var4.hashCode()) { case -1776922004: if (var4.equals("toString")) { var7 = 0; } break; case 147696667: if (var4.equals("hashCode")) { var7 = 1; } break; case 1444986633: if (var4.equals("annotationType")) { var7 = 2; } } switch(var7) { case 0: return this.toStringImpl(); case 1: return this.hashCodeImpl(); case 2: return this.type; default: Object var6 = this.memberValues.get(var4); if (var6 == null) { throw new IncompleteAnnotationException(this.type, var4); } else if (var6 instanceof ExceptionProxy) { throw ((ExceptionProxy)var6).generateException(); } else { if (var6.getClass().isArray() && Array.getLength(var6) != 0) { var6 = this.cloneArray(var6); } return var6; } } } }面试官：JDK动态代理创建中的InvocationHandler充当什么样的角色？
小白：InvocationHandler是一个接口，代理类的调用处理器，每个代理对象都具有一个关联的调用处理器，用于指定动态生成的代理类需要完成的具体操作。该接口中有一个invoke方法，代理对象调用任何目标接口的方法时都会调用这个invoke方法，在这个方法中进行目标类的目标方法的调用。
面试官：对于JDK动态代理，生成的代理类是什么样的？为什么调用代理类的任何方法时都一定会调用invoke方法？
小白：假设有一个LoginService接口，这个接口中只有一个login方法，LoginServiceImpl实现了LoginService接口，同时使用Proxy.newProxyInstance创建代理，具体代码如下：
public interface LoginService { voidlogin();}public class LoginServiceImpl implements LoginService { @Override public void login() { System.out.println("login"); }}public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler { private LoginService loginService; public ProxyInvocationHandler (LoginService loginService) { this.loginService = loginService; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { beforeLogin(); Object invokeResult = method.invoke(loginService, args); afterLogin(); return invokeResult; } private void beforeLogin() { System.out.println("before login"); } private void afterLogin() { System.out.println("after login"); }}public classClient{ @Test public voidt est() { LoginService loginService = new LoginServiceImpl(); ProxyInvocationHandler proxyInvocationHandler = new ProxyInvocationHandler(loginService); LoginService loginServiceProxy = (LoginService) Proxy.newProxyInstance(loginService.getClass().getClassLoader(), loginService.getClass().getInterfaces(), proxyInvocationHandler); loginServiceProxy.login(); createProxyClassFile(); } public static void createProxyClassFile() { String name = "LoginServiceProxy"; byte[] data = ProxyGenerator.generateProxyClass(name, new Class[]{LoginService.class}); try { FileOutputStream out = new FileOutputStream("/Users/" + name + ".class"); out.write(data); out.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}这个要从Proxy.newProxyInstance方法的源码开始分析，这个方法用于创建代理类对象，具体代码段如下：
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); /* * Invoke its constructor with the designated invocation handler. */ try { final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); final InvocationHandler ih = h; if (sm != null && ProxyAccessHelper.needsNewInstanceCheck(cl)) { // create proxy instance with doPrivilege as the proxy class may // implement non-public interfaces that requires a special permission return AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Object>() { public Object run() { return newInstance(cons, ih); } }); } else { return newInstance(cons, ih); } } catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString()); }上面的代码段中，先关注一下如下代码：
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);用于获取代理类的构造函数，constructorParams参数其实就是一个InvocationHandler，所以从这里猜测代理类中有一个InvocationHandler类型的属性，并且作为构造函数的参数。那这个代理类是在哪里创建的？注意看上面的代码段中有:
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);这里就是动态创建代理类的地方，继续深入到getProxyClass0方法中，方法如下:
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) { if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } // If the proxy class defined by the given loader implementing // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy; // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory return proxyClassCache.get(loader, interfaces); }继续跟踪代码，进入proxyClassCache.get(loader, interfaces)，这个方法中重点关注如下代码：
Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));继续跟踪代码，进入subKeyFactory.apply(key, parameter)，进入apply方法，这个方法中有很多重要的信息，如生成的代理类所在的包名，发现重要代码:
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;上面代码用于生成代理类名称，nextUniqueNumber是AtomicLong类型，是一个全局变量，所以nextUniqueNumber.getAndIncrement()会使用当前的值加一得到新值；proxyClassNamePrefix声明如下:
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";所以，这里生成的代理类类名格式为：包名+$Proxy+num，如jdkproxy.$Proxy12。
代理类的类名已经构造完成了，那可以开始创建代理类了，继续看代码，
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces);这里就是真正创建代理类的地方，继续分析代码，进入generateProxyClass方法，
public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class[] var1) { ProxyGenerator var2 = new ProxyGenerator(var0, var1); final byte[] var3 = var2.generateClassFile(); if(saveGeneratedFiles) { AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() { public Void run() { try { FileOutputStream var1 = new FileOutputStream(ProxyGenerator.dotToSlash(var0) + ".class"); var1.write(var3); var1.close(); return null; } catch (IOException var2) { throw new InternalError("I/O exception saving generated file: " + var2); } } }); } return var3; }从这里可以很直白的看到，生成的代理类字节码文件被输出到某个目录下了，这里可能很难找到这个字节码文件，没关系，仔细查看这个方法，generateProxyClass方法可以重用，可以在外面调用generateProxyClass方法，把生成的字节码文件输出到指定位置。写到这里，终于可以解释上面实例代码中的createProxyClassFile方法了，这个方法把代理类的字节码文件输出到了/Users路径下，直接到路径下查看LoginServiceProxy文件，使用反编译工具查看，得到的代码如下，
public final class LoginServiceProxy extends Proxy implements LoginService{ private static Method m1; private static Method m3; private static Method m0; private static Method m2; public LoginServiceProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler) throws { super(paramInvocationHandler); } public final boolean equals(Object paramObject) throws { try { return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue(); } catch (Error|RuntimeException localError) { throw localError; } catch (Throwable localThrowable) { throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } } public final void login() throws { try { this.h.invoke(this, m3, null); return; } catch (Error|RuntimeException localError) { throw localError; } catch (Throwable localThrowable) { throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } } public final int hashCode() throws { try { return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue(); } catch (Error|RuntimeException localError) { throw localError; } catch (Throwable localThrowable) { throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } } public final String toString() throws { try { return (String)this.h.invoke(this, m2, null); } catch (Error|RuntimeException localError) { throw localError; } catch (Throwable localThrowable) { throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable); } } static { try { m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") }); m3 = Class.forName("jdkproxy.LoginService").getMethod("login", new Class[0]); m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]); return; } catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException) { throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage()); } catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException) { throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage()); } }}从上面的代码可以看到，当代理类调用目标方法时，会调用InvocationHandler接口实现类的invoke方法，很明了的解释了为什么调用目标方法时一定会调用invoke方法。
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