参阅ButterKnife源码,对编译时注解(Annotation Processor)的理解总结

编译时注解

运行时注解和编译时注解,两种注解方式对性能的影响是不一样的。之前看到相关资料,都说对于注解的优化,都用的是编译时注解进行性能的提升。自己在使用的时候也查阅各种博客、第三方库的代码,对于编译时注解的实现原理进行理解以及记录。

编译时注解框架基本构成

  • compiler
  • api
  • annotation

compiler

这部分主要是框架所使用的注解处理器(Annotation Processer),用于在编译时扫描和处理注解。也可以自定义,并且处理自己的注解逻辑。

自定义注解器需要继承 AbstractProcessor ,并且实现四个方法:

  • init
  • process
  • getSupportedAnnotationTypes
  • getSupportedSourceVersion

init 方法

处理器的初始化

    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnvironment) {
        super.init(processingEnvironment);
        
        //错误处理工具
        mMessager = processingEnvironment.getMessager();

        //Filer可以创建文件
        mFileUtils = processingEnvironment.getFiler();

        //Element代表程序的元素,例如包、类、方法。
        mElementUtils = processingEnvironment.getElementUtils();
        
        //处理TypeMirror的工具类,用于取类信息
        mTypeUtils = env.getTypeUtils();

    }

process

/**
* 处理器实际处理逻辑入口
* @param set
* @param roundEnvironment 所有注解的集合
* @return 
*/
 @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnvironment) {

        mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE,"Start BindProcesser process method!!");

        //获取注解的元素变量
        Set<? extends Element> elements = roundEnvironment.getElementsAnnotatedWith(BindView.class);

        //循环处理注解的每一个元素,并且放入一个 map 中
        for(Element element : elements){

            //校验元素是否为 VariableElement
            if(!(element instanceof VariableElement)){
                return false;
            }

            //转换变量类型
            VariableElement variableElement = (VariableElement)element;

            //修饰变量所在的类
            TypeElement typeElement =  (TypeElement)variableElement.getEnclosingElement();

            //使用类的全路径作为key
            String qulifiedName = typeElement.getQualifiedName().toString();

            //获取 map 中是都已经有相关的代理信息
            ProxyInfo proxyInfo = mProxyInfoMap.get(qulifiedName);

            if(proxyInfo == null){
                proxyInfo = new ProxyInfo(typeElement,mElementUtils);
                mProxyInfoMap.put(qulifiedName,proxyInfo);
            }

            //获取注解
            BindView annotation = variableElement.getAnnotation(BindView.class);
            //注解上的控件ID
            int id = annotation.value();
            proxyInfo.injectVariables.put(id,variableElement);

            //第二步骤: 遍历Map生成代理类
            for(String key: mProxyInfoMap.keySet()){
                ProxyInfo proxyInfo2 = mProxyInfoMap.get(key);

                try {
                    //创建文件对象
                    JavaFileObject soureFile = mFileUtils.createSourceFile(
                            proxyInfo2.getProxyClassFullName(),   //文件名,全路径
                            proxyInfo2.getTypeElement());
                    //创建写入对象
                    Writer writer = soureFile.openWriter();
                    //写入内容
                    writer.write(proxyInfo2.generateJavaCode());
                    writer.flush();
                    writer.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

        return true;
    }
     

以上代码是参照文章</br>
https://blog.csdn.net/niubitianping/article/details/78492054

处理器的逻辑:

  1. 遍历得到源码中,需要解析的元素列表。</br>
    Set<? extends Element> elements = roundEnvironment.getElementsAnnotatedWith(BindView.class);</br>
    Processor的过程中,回遍历所有的java源码,查找到相关的元素 Element。代码的每一个部分就相当于一个 Element ,每个Element代表一个静态的、语言级别的构件。</br>
    PackageElement -- 包 </br>
    TypeElement -- 类 </br>
    VariableElement -- 变量 </br>
    ExecuteableElement -- 方法 </br>

  2. 判断元素是否可见和符合要求。</br>
    获取所有的Element之后,则开始校验判断是否可用或者是符合自己的业务逻辑。</br>

     //校验元素是否为 VariableElement
     if(!(element instanceof VariableElement)){
         return false;
     }
     
     //或者通过如下api校验元素是否可用
     SuperficialValidation.validateElement(element);
     
     // 或者检查元素是否是一个类
      if (element.getKind() != ElementKind.CLASS) {
            ...
      }
    
  • 组织数据结构得到输出类参数。
    例如:</br>

    //修饰变量所在的类
    TypeElement typeElement =  (TypeElement)variableElement.getEnclosingElement();
    
    //使用类的全路径作为key
    String qulifiedName = typeElement.getQualifiedName().toString();
    
    //获取 map 中是都已经有相关的代理信息
    ProxyInfo proxyInfo = mProxyInfoMap.get(qulifiedName);
    
    if(proxyInfo == null){
        proxyInfo = new ProxyInfo(typeElement,mElementUtils);
        mProxyInfoMap.put(qulifiedName,proxyInfo);
    }
    
    //获取注解
    BindView annotation = variableElement.getAnnotation(BindView.class);
    //注解上的控件ID
    int id = annotation.value();
    proxyInfo.injectVariables.put(id,variableElement);
    
    //第二步骤: 遍历Map生成代理类
    for(String key: mProxyInfoMap.keySet()){
        ProxyInfo proxyInfo2 = mProxyInfoMap.get(key);
    
  • 输入生成java文件。

    //第二步骤: 遍历Map生成代理类
    for(String key: mProxyInfoMap.keySet()){
        ProxyInfo proxyInfo2 = mProxyInfoMap.get(key);
    
        try {
            //创建文件对象
            JavaFileObject soureFile = mFileUtils.createSourceFile(
                    proxyInfo2.getProxyClassFullName(),   //文件名,全路径
                    proxyInfo2.getTypeElement());
            //创建写入对象
            Writer writer = soureFile.openWriter();
            //写入内容
            writer.write(proxyInfo2.generateJavaCode());
            writer.flush();
            writer.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
            }
    

    Java代码生成有两种方式:</br>
    一种是 使用 Filer 进行生成,如下代码:</br>

    /**
     * 生成java文件代码
     * @return
     */
    public String generateJavaCode() {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        builder.append("// Generated code. Do not modify!\n");
        builder.append("package ").append(packageName).append(";\n\n");
    
        //注意,这个ImPort的包路径,是api的包路径
        builder.append("import com.example.qhh_api.*;\n");
        builder.append('\n');
    
        builder.append("public class ").append(proxyClassName).append(" implements " + ProxyInfo.PROXY + "<" + mTypeElement.getQualifiedName() + ">");
        builder.append(" {\n");
    
        generateMethods(builder);
        builder.append('\n');
    
        builder.append("}\n");
        return builder.toString();
    
    }
    
    
    /**
     * 生成方法
     * @param builder
     */
    private void generateMethods(StringBuilder builder) {
    
        builder.append("@Override\n ");
        builder.append("public void inject(" + mTypeElement.getQualifiedName() + " host, Object source ) {\n");
    
        for (int id : injectVariables.keySet()) {
            VariableElement element = injectVariables.get(id);
            String name = element.getSimpleName().toString();
            String type = element.asType().toString();
            builder.append(" if(source instanceof android.app.Activity){\n");
            builder.append("host." + name).append(" = ");
            builder.append("(" + type + ")(((android.app.Activity)source).findViewById( " + id + "));\n");
            builder.append("\n}else{\n");
            builder.append("host." + name).append(" = ");
            builder.append("(" + type + ")(((android.view.View)source).findViewById( " + id + "));\n");
            builder.append("\n}");
        }
        builder.append("  }\n");
    }
    

    第二种方式,使用 JavaPoet 库,导包方式:</br>
    compile 'com.squareup:javapoet:1.9.0' </br>
    最新 'com.squareup:javapoet:1.11.1'

    注意:JavaPoet 也是必须在 Java Library 中使用,因为Javax的核心包在 Android module 和 Library中都不存在。Android Library 调用 Java Library中的方法包含 javax 库文件的会报错。

    MethodSpec methodSpec = MethodSpec.methodBuilder("inject")
                    .addModifiers(Modifier.PRIVATE)
                    .returns(void.class)
                    .addParameter(String.class, "id")
                    .addStatement("String view = id")
                    .build();
    
    TypeSpec typeSpec = TypeSpec.classBuilder("ViewInject")
            .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
            .addMethod(methodSpec)
            .build();
    
    JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.sensetime.test", typeSpec)
            .build();
    
    try {
        javaFile.writeTo(mFileUtils);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    

    JavaPoet 的使用可以参考:</br>
    https://github.com/square/javapoet </br>
    https://juejin.im/post/584d4b5b0ce463005c5dc444

  • 错误处理。

在工程中生成 compiler(Annotation Processer),需要生成 Java Library,而不是 Android Library 。

总结

主要是通过一些网上的Demo,以及ButterKnife的源码,来理解编译时注解框架的工作原理。简单的使用编译时注解,完成对项目的一些解耦探索。</br>
在使用依赖的时候,出现在Activity中输入自定义的注解,无法自动提示,只能输入全称的问题。找了好多好多参考,最终自己输入全称实现,很尴尬。

小小的demo : https://github.com/qinhaihang/AnnotationProcesserDemo

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