Java - Lombok介绍、使用、工作原理、优缺点
介绍
Project Lombok is a java library that automatically plugs into your editor and build tools, spicing up your java.Never write another getter or equals method again, with one annotation your class has a fully featured builder, Automate your logging variables, and much more.
大概的意思：Lombok是一个Java库，能自动插入编辑器并构建工具，简化Java开发。通过添加注解的方式，不需要为类编写getter或eques方法，同时可以自动化日志变量。
简而言之：Lombok能以简单的注解形式来简化java代码，提高开发人员的开发效率。
Lombok的使用
第一步：安装插件
使用Lombok还需要插件的配合，我使用开发工具为idea，这里只讲解idea中安装lombok插件，使用eclipse和myeclipse的小伙伴和自行google安装方法。
打开idea的设置，点击Plugins，点击Browse repositories，在弹出的窗口中搜索lombok，然后安装即可。
?第二步：开启注解处理器
Annotation Processors > Enable annotation processing。
第三步：添加maven依赖
<dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <version>1.18.4</version> <scope>provided</scope> </dependency>
?
示例
下面举两个栗子，看看使用lombok和不使用的区别。
创建一个用户类
不使用Lombok
public class User implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -8054600833969507380L;
private Integer id;
private String username;
private Integer age;
public User() {
}
public Integer getId() {
return id;
}
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"id=" + id +
", username='" + username + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) {
return true;
}
if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
return false;
}
User user = (User) o;
return Objects.equals(id, user.id) &&
Objects.equals(username, user.username) &&
Objects.equals(age, user.age);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(id, username, age);
}
}
使用Lombok后：?
@Data
public class User implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -8054600833969507380L;
private Integer id;
private String username;
private Integer age;
}
?编译源文件，然后反编译class文件，反编译结果如下图。说明@Data注解在类上，会为类的所有属性自动生成setter/getter、equals、canEqual、hashCode、toString方法，如为final属性，则不会为该属性生成setter方法。
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping(("/user"))
public class UserController {
@GetMapping("/getUserById/{id}")
public User getUserById(@PathVariable Integer id) {
User user = new User();
user.setUsername("风清扬");
user.setAge(21);
user.setId(id);
if (log.isInfoEnabled()) {
log.info("用户 {}", user);
}
return user;
}
}
通过反编译可以看到@Slf4j注解生成了log日志变量（严格意义来说是常量），无需去声明一个log就可以在类中使用log记录日志。
Lombok工作原理
在Lombok使用的过程中，只需要添加相应的注解，无需再为此写任何代码。自动生成的代码到底是如何产生的呢？
核心之处就是对于注解的解析上。JDK5引入了注解的同时，也提供了两种解析方式。
运行时解析
运行时能够解析的注解，必须将@Retention设置为RUNTIME，这样就可以通过反射拿到该注解。java.lang.reflect反射包中提供了一个接口AnnotatedElement，该接口定义了获取注解信息的几个方法，Class、Constructor、Field、Method、Package等都实现了该接口，对反射熟悉的朋友应该都会很熟悉这种解析方式。
编译时解析
编译时解析有两种机制，分别简单描述下：1）Annotation Processing Tool
apt自JDK5产生，JDK7已标记为过期，不推荐使用，JDK8中已彻底删除，自JDK6开始，可以使用Pluggable Annotation Processing API来替换它，apt被替换主要有2点原因：
api都在com.sun.mirror非标准包下
没有集成到javac中，需要额外运行
2）Pluggable Annotation Processing APIJSR 269自JDK6加入，作为apt的替代方案，它解决了apt的两个问题，javac在执行的时候会调用实现了该API的程序，这样我们就可以对编译器做一些增强，javac执行的过程如下：
Lombok本质上就是一个实现了“JSR 269 API”的程序。在使用javac的过程中，它产生作用的具体流程如下：
javac对源代码进行分析，生成了一棵抽象语法树（AST）
运行过程中调用实现了“JSR 269 API”的Lombok程序
此时Lombok就对第一步骤得到的AST进行处理，找到@Data注解所在类对应的语法树（AST），然后修改该语法树（AST），增加getter和setter方法定义的相应树节点
javac使用修改后的抽象语法树（AST）生成字节码文件，即给class增加新的节点（代码块）
通过读Lombok源码，发现对应注解的实现都在HandleXXX中，比如@Getter注解的实现在HandleGetter.handle()。还有一些其它类库使用这种方式实现，比如Google Auto、Dagger等等。
常用注解
@Setter 注解在类或字段，注解在类时为所有字段生成setter方法，注解在字段上时只为该字段生成setter方法。
@Getter 使用方法同上，区别在于生成的是getter方法。
@ToString 注解在类，添加toString方法。
@EqualsAndHashCode 注解在类，生成hashCode和equals方法。
@NoArgsConstructor 注解在类，生成无参的构造方法。
@RequiredArgsConstructor 注解在类，为类中需要特殊处理的字段生成构造方法，比如final和被@NonNull注解的字段。
@AllArgsConstructor 注解在类，生成包含类中所有字段的构造方法。
@Data 注解在类，生成setter/getter、equals、canEqual、hashCode、toString方法，如为final属性，则不会为该属性生成setter方法。
@Slf4j 注解在类，生成log变量，严格意义来说是常量。private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(UserController.class);
@NonNull该注解用在属性或构造器上，Lombok会生成一个非空的声明，可用于校验参数，能帮助避免空指针。示例代码：
//成员方法参数加上@NonNull注解，构造方法也一样，在此不做演示 public String getName(@NonNull Person p){ return p.getName(); }实际效果相当于：
public String getName(Person p){ if(p==null){ throw new NullPointerException("person"); } return p.getName(); }
?
@Getter和@Setter：在JavaBean或类JavaBean中使用，使用此注解相当于为成员变量生成对应的get和set方法，方法默认修饰符为public，同时还可以使用AccessLevel为生成的方法指定访问修饰符。这两个注解还可以直接用在类上，可以为此类里的所有非静态成员变量生成对应的get和set方法。示例代码：
public class Student{ @Getter @Setter private String name; @Setter(AccessLevel.PROTECTED) private int age; @Getter(AccessLevel.PUBLIC) private String language; }实际效果相当于：
public class Student{ private String name; private int age; private String language; public void setName(String name){ this.name = name; } public String getName(){ return name; } protected void setAge(int age){ this.age = age; } public String getLanguage(){ return language; } }
@Cleanup这个注解用在变量前面，可以保证此变量代表的资源会被自动关闭，默认是调用资源的close()方法，如果该资源有其它关闭方法，可使用@Cleanup(“methodName”)来指定要调用的方法。示例代码：
public static void main(String[] args) throws IOException { @Cleanup InputStream in = new FileInputStream(args[0]); @Cleanup OutputStream out = new FileOutputStream(args[1]); byte[] b = new byte[1024]; while (true) { int r = in.read(b); if (r == -1) break; out.write(b, 0, r); } }实际效果相当于：
public static void main(String[] args) throws IOException { InputStream in = new FileInputStream(args[0]); try { OutputStream out = new FileOutputStream(args[1]); try { byte[] b = new byte[10000]; while (true) { int r = in.read(b); if (r == -1) break; out.write(b, 0, r); } } finally { if (out != null) { out.close(); } } } finally { if (in != null) { in.close(); } } }
@ToString在JavaBean或类JavaBean中使用，使用此注解会自动重写对应的toStirng方法，默认情况下，会输出类名、所有属性（会按照属性定义顺序），用逗号来分割，通过callSuper参数来指定是否引用父类，includeFieldNames参数设为true，就能明确的输出toString()属性。<code>@ToString(exclude=”column”)</code>
意义：排除column列所对应的元素，即在生成toString方法时不包含column参数；
<code>@ToString(exclude={“column1″,”column2″})</code>
意义：排除多个column列所对应的元素，其中间用英文状态下的逗号进行分割，即在生成toString方法时不包含多个column参数；
<code>@ToString(of=”column”)</code>
意义：只生成包含column列所对应的元素的参数的toString方法，即在生成toString方法时只包含column参数；；
<code>@ToString(of={“column1″,”column2”})</code>
意义：只生成包含多个column列所对应的元素的参数的toString方法，其中间用英文状态下的逗号进行分割，即在生成toString方法时只包含多个column参数；示例代码：
@ToString(exclude="id") public class ToStringExample { private static final int STATIC_VAR = 10; private String name; private Shape shape = new Square(5, 10); private String[] tags; private int id; public String getName() { return this.getName(); } @ToString(callSuper=true, includeFieldNames=true) public static class Square extends Shape { private final int width, height; public Square(int width, int height) { this.width = width; this.height = height; } } }实际效果相当于：
public class ToStringExample { private static final int STATIC_VAR = 10; private String name; private Shape shape = new Square(5, 10); private String[] tags; private int id; public String getName() { return this.getName(); } public static class Square extends Shape { private final int width, height; public Square(int width, int height) { this.width = width; this.height = height; } @Override public String toString() { return "Square(super=" + super.toString() + ", width=" + this.width + ", height=" + this.height + ")"; } } @Override public String toString() { return "ToStringExample(" + this.getName() + ", " + this.shape + ", " + Arrays.deepToString(this.tags) + ")"; } }
@EqualsAndHashCode默认情况下，会使用所有非静态（non-static）和非瞬态（non-transient）属性来生成equals和hasCode，也能通过exclude注解来排除一些属性。示例代码：
@EqualsAndHashCode(exclude={"id", "shape"}) public class EqualsAndHashCodeExample { private transient int transientVar = 10; private String name; private double score; private Shape shape = new Square(5, 10); private String[] tags; private int id; public String getName() { return this.name; } @EqualsAndHashCode(callSuper=true) public static class Square extends Shape { private final int width, height; public Square(int width, int height) { this.width = width; this.height = height; } } }
@NoArgsConstructor、@RequiredArgsConstructor和@AllArgsConstructor这三个注解都是用在类上的，第一个和第三个都很好理解，就是为该类产生无参的构造方法和包含所有参数的构造方法，第二个注解则使用类中所有带有@NonNull注解的或者带有final修饰的成员变量生成对应的构造方法，当然，成员变量都是非静态的，另外，如果类中含有final修饰的成员变量，是无法使用@NoArgsConstructor注解的。
三个注解都可以指定生成的构造方法的访问权限，同时，第二个注解还可以用@RequiredArgsConstructor(staticName=”methodName”)的形式生成一个指定名称的静态方法，返回一个调用相应的构造方法产生的对象。
示例代码：
@RequiredArgsConstructor(staticName = "myShape") @AllArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED) @NoArgsConstructor public class Shape { private int x; @NonNull private double y; @NonNull private String name; }实际效果相当于：
public class Shape { private int x; private double y; private String name; public Shape(){ } protected Shape(int x,double y,String name){ this.x = x; this.y = y; this.name = name; } public Shape(double y,String name){ this.y = y; this.name = name; } public static Shape myShape(double y,String name){ return new Shape(y,name); } }
@Data注解在类上，会为类的所有属性自动生成setter/getter、equals、canEqual、hashCode、toString方法，如为final属性，则不会为该属性生成setter方法。@Value注解和@Data类似，区别在于它会把所有成员变量默认定义为private final修饰，并且不会生成set方法。官方实例如下：
@Data public class DataExample { private final String name; @Setter(AccessLevel.PACKAGE) private int age; private double score; private String[] tags; @ToString(includeFieldNames=true) @Data(staticConstructor="of") public static class Exercise<T> { private final String name; private final T value; } }实际效果相当于：
public class DataExample { private final String name; private int age; private double score; private String[] tags; public DataExample(String name) { this.name = name; } public String getName() { return this.name; } void setAge(int age) { this.age = age; } public int getAge() { return this.age; } public void setScore(double score) { this.score = score; } public double getScore() { return this.score; } public String[] getTags() { return this.tags; } public void setTags(String[] tags) { this.tags = tags; } @Override public String toString() { return "DataExample(" + this.getName() + ", " + this.getAge() + ", " + this.getScore() + ", " + Arrays.deepToString(this.getTags()) + ")"; } protected boolean canEqual(Object other) { return other instanceof DataExample; } @Override public boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (!(o instanceof DataExample)) return false; DataExample other = (DataExample) o; if (!other.canEqual((Object)this)) return false; if (this.getName() == null ? other.getName() != null : !this.getName().equals(other.getName())) return false; if (this.getAge() != other.getAge()) return false; if (Double.compare(this.getScore(), other.getScore()) != 0) return false; if (!Arrays.deepEquals(this.getTags(), other.getTags())) return false; return true; } @Override public int hashCode() { final int PRIME = 59; int result = 1; final long temp1 = Double.doubleToLongBits(this.getScore()); result = (result*PRIME) + (this.getName() == null ? 43 : this.getName().hashCode()); result = (result*PRIME) + this.getAge(); result = (result*PRIME) + (int)(temp1 ^ (temp1 >>> 32)); result = (result*PRIME) + Arrays.deepHashCode(this.getTags()); return result; } public static class Exercise<T> { private final String name; private final T value; private Exercise(String name, T value) { this.name = name; this.value = value; } public static <T> Exercise<T> of(String name, T value) { return new Exercise<T>(name, value); } public String getName() { return this.name; } public T getValue() { return this.value; } @Override public String toString() { return "Exercise(name=" + this.getName() + ", value=" + this.getValue() + ")"; } protected boolean canEqual(Object other) { return other instanceof Exercise; } @Override public boolean equals(Object o) { if (o == this) return true; if (!(o instanceof Exercise)) return false; Exercise<?> other = (Exercise<?>) o; if (!other.canEqual((Object)this)) return false; if (this.getName() == null ? other.getValue() != null : !this.getName().equals(other.getName())) return false; if (this.getValue() == null ? other.getValue() != null : !this.getValue().equals(other.getValue())) return false; return true; } @Override public int hashCode() { final int PRIME = 59; int result = 1; result = (result*PRIME) + (this.getName() == null ? 43 : this.getName().hashCode()); result = (result*PRIME) + (this.getValue() == null ? 43 : this.getValue().hashCode()); return result; } } }
@SneakyThrows这个注解用在方法上，可以将方法中的代码用try-catch语句包裹起来，捕获异常并在catch中用Lombok.sneakyThrow(e)把异常抛出，可以使用@SneakyThrows(Exception.class)的形式指定抛出哪种异常，很简单的注解，直接看个例子：public class SneakyThrows implements Runnable { @SneakyThrows(UnsupportedEncodingException.class) public String utf8ToString(byte[] bytes) { return new String(bytes, "UTF-8"); } @SneakyThrows public void run() { throw new Throwable(); } }实际效果相当于：
public class SneakyThrows implements Runnable { public String utf8ToString(byte[] bytes) { try{ return new String(bytes, "UTF-8"); }catch(UnsupportedEncodingException uee){ throw Lombok.sneakyThrow(uee); } } public void run() { try{ throw new Throwable(); }catch(Throwable t){ throw Lombok.sneakyThrow(t); } } }
@Synchronized这个注解用在类方法或者实例方法上，效果和synchronized关键字相同，区别在于锁对象不同，对于类方法和实例方法，synchronized关键字的锁对象分别是类的class对象和this对象，而@Synchronized得锁对象分别是私有静态final对象LOCK和私有final对象lock，当然，也可以自己指定锁对象，例子也很简单：public class Synchronized { private final Object readLock = new Object(); @Synchronized public static void hello() { System.out.println("world"); } @Synchronized public int answerToLife() { return 42; } @Synchronized("readLock") public void foo() { System.out.println("bar"); } }实际效果相当于：
public class Synchronized { private static final Object $LOCK = new Object[0]; private final Object $lock = new Object[0]; private final Object readLock = new Object(); public static void hello() { synchronized($LOCK) { System.out.println("world"); } } public int answerToLife() { synchronized($lock) { return 42; } } public void foo() { synchronized(readLock) { System.out.println("bar"); } } }
@Log这个注解用在类上，可以省去从日志工厂生成日志对象这一步，直接进行日志记录，具体注解根据日志工具的不同而不同，同时，可以在注解中使用topic来指定生成log对象时的类名。不同的日志注解总结如下(上面是注解，下面是实际作用)：@CommonsLog private static final org.apache.commons.logging.Log log = org.apache.commons.logging.LogFactory.getLog(LogExample.class); @JBossLog private static final org.jboss.logging.Logger log = org.jboss.logging.Logger.getLogger(LogExample.class); @Log private static final java.util.logging.Logger log = java.util.logging.Logger.getLogger(LogExample.class.getName()); @Log4j private static final org.apache.log4j.Logger log = org.apache.log4j.Logger.getLogger(LogExample.class); @Log4j2 private static final org.apache.logging.log4j.Logger log = org.apache.logging.log4j.LogManager.getLogger(LogExample.class); @Slf4j private static final org.slf4j.Logger log = org.slf4j.LoggerFactory.getLogger(LogExample.class); @XSlf4j private static final org.slf4j.ext.XLogger log = org.slf4j.ext.XLoggerFactory.getXLogger(LogExample.class);
注解使用有风险
Lombok的优点显而易见，可以帮助我们省去很多冗余代码?
那它都有哪些缺点？
在使用Lombok过程中，如果对于各种注解的底层原理不理解的话，很容易产生意想不到的结果。
举一个简单的例子：我们知道，当我们使用@Data定义一个类的时候，会自动帮我们生成equals()方法 。但是如果只使用了@Data，而不使用@EqualsAndHashCode(callSuper=true)的话，会默认是@EqualsAndHashCode(callSuper=false)，这时候生成的equals()方法只会比较子类的属性，不会考虑从父类继承的属性，无论父类属性访问权限是否开放，这就可能得到意想不到的结果。
使用过程中如果不小心，在一定程度上就会破坏代码的封装性。
举个简单的例子，我们定义一个购物车类，并且使用了@Data注解：
@Data public class ShoppingCart { //商品数目 private int itemsCount; //总价格 private double totalPrice; //商品明细 private List items = new ArrayList<>(); }我们知道，购物车中商品数目、商品明细以及总价格三者之前其实是有关联关系的，如果需要修改的话是要一起修改的。但是，我们使用了Lombok的@Data注解，对于itemsCount 和 totalPrice这两个属性，虽然我们将它们定义成 private 类型，但是提供了 public 的 getter、setter 方法。
外部可以通过 setter 方法随意地修改这两个属性的值，我们可以随意调用 setter 方法，来重新设置 itemsCount、totalPrice 属性的值，这也会导致其跟 items 属性的值不一致。
而面向对象封装的定义是：通过访问权限控制，隐藏内部数据，外部仅能通过类提供的有限的接口访问、修改内部数据。所以，暴露不应该暴露的 setter 方法，明显违反了面向对象的封装特性。
好的做法应该是不提供getter/setter，而是只提供一个public的addItem方法，同时取修改itemsCount、totalPrice以及items三个属性。
因此，在此种情况下，就不适合使用Lombok，或者只用@Getter不用@Setter，而别直接使用@Data，在使用过程中，需要多多小心。
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