Adnroid processor的一次尝试

# 关于Adnroid processor

LovelyInject

项目地址：https://github.com/xiejinlong/LovelyInject
这个是一个基于https://github.com/enbandari/TieGuanYin库实现的一个简易版的intent注入框架。

使用流程

使用注解

可以使用的有3个注解，BuilderActivity，BuilderFragment和BuilderModel，这三个注解是用来修饰类的,三个注解的retention都是编译期间，targetType都是ElementType.TYPE，也就是用来修饰Class。
其中，BuilderActivity用来修饰Activity，可以指定默认的跳转Scheme，会生成一个通过scheme跳转的静态方法。
BuilderFragme用来修饰Fragment。
BuilderModel用来修饰普通的model类。

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.TYPE)

修饰activity

@BuilderActivity(routerValue = "to_test_scheme")
    class TestActivity: Activity() {
    @Fields
    var name: String? = null
    @Fields
    var age: Int = 0
    @Fields
    var msg: String? = null
    }

修饰fragment

@BuilderFragment
    class TestFragment: Fragment() {
    @Fields
    var name: String? = null
    @Fields
    var age: Int = 0
    @Fields
    var msg: String? = null
    }

修饰model类

@BuilderModel
    class TestModel {
    @Fields
    var name: String? = null
    @Fields
    var age: Int = 0
    @Fields
    var msg: String? = null
    }

编译build

生成的ActivityBuilder

public final class TestActivityBuilder {
  public static final String FIELD_NAME = "name";

  public static final String FIELD_AGE = "age";

  public static final String FIELD_MSG = "msg";

  private String name;

  private int age;

  private String msg;

  public static TestActivityBuilder builder() {
    TestActivityBuilder builder = new TestActivityBuilder();
    return builder;
  }

  public TestActivityBuilder name(String name) {
    this.name = name;
    return this;
  }

  public TestActivityBuilder age(int age) {
    this.age = age;
    return this;
  }

  public TestActivityBuilder msg(String msg) {
    this.msg = msg;
    return this;
  }

  private void fillIntent(Intent intent) {
    intent.putExtra("name", name);
    intent.putExtra("age", age);
    intent.putExtra("msg", msg);
  }

  public void start(Context context) {
    Intent intent = new Intent(context, TestActivity.class);
    fillIntent(intent);
    context.startActivity(intent);
  }

生成的fragmentBuilder

public final class TestFragmentBuilder {
  public static final String FIELD_NAME = "name";

  public static final String FIELD_AGE = "age";

  public static final String FIELD_MSG = "msg";

  private String name;

  private int age;

  private String msg;

  public static TestFragmentBuilder builder() {
    TestFragmentBuilder builder = new TestFragmentBuilder();
    return builder;
  }

  public TestFragmentBuilder name(String name) {
    this.name = name;
    return this;
  }

  public TestFragmentBuilder age(int age) {
    this.age = age;
    return this;
  }

  public TestFragmentBuilder msg(String msg) {
    this.msg = msg;
    return this;
  }

  private void fillIntent(Intent intent) {
    intent.putExtra("name", name);
    intent.putExtra("age", age);
    intent.putExtra("msg", msg);
  }

  public TestFragment build() {
    TestFragment fragment = new TestFragment();
    Intent intent = new Intent();
    fillIntent(intent);
    fragment.setArguments(intent.getExtras());
    return fragment;
  }
}

-生成的modelBuilder

public final class TestModelBuilder {
  public static final String FIELD_NAME = "name";

  public static final String FIELD_AGE = "age";

  public static final String FIELD_MSG = "msg";

  private String name;

  private int age;

  private String msg;

  public static TestModelBuilder builder() {
    TestModelBuilder builder = new TestModelBuilder();
    return builder;
  }

  public TestModelBuilder name(String name) {
    this.name = name;
    return this;
  }

  public TestModelBuilder age(int age) {
    this.age = age;
    return this;
  }

  public TestModelBuilder msg(String msg) {
    this.msg = msg;
    return this;
  }

  public TestModel build() {
    TestModel model = new TestModel();
    return model;
  }
}

这三个builder文件基本类似，每个@Fields修饰的成员变量都将生成一个对应的builder方法。activityBuilder会多一个fillIntent方法和start方法，用来填充intent和开启新页面。而fragmentBuilder会多一个fillIntent方法和build方法，fillIntent也是用来填充intent，而build方法是用来返回fragment实例的。

使用Builder

in ActivityBuilder

//调用
TestActivityBuilder.builder().age(12)
                    .name("xie")
                    .msg("我是从mainAc过来的参数")
                    .start(this)
//使用变量，in TestActivity
 Toast.makeText(this,
                "我是 $name，今年 $age, $msg", Toast.LENGTH_LONG).show()

in fragmentBuilder

//调用
fragmentManager.beginTransaction()
                    .replace(R.id.mainLayout,
                            TestFragmentBuilder.builder()
                                    .name("lovely")
                                    .age(13)                                .msg("我是从testAc过来的参数").build())
                    .commitAllowingStateLoss()
//使用变量，in TestFragment
 Toast.makeText(context,
                "我是 $name，今年 $age, $msg", Toast.LENGTH_LONG).show()

Prossor生成代码原理

上面就是通过builder生成的代码来给我简化使用流程，每一个activity和fragment都会相对应的生成一个Builder类来供我们使用。下面我们来详细了解一下这个框架的原理实现。

基本元素

Element

Element是基类，可在不同的情况下转化成不同的子类，具体的类型可以通过getKind方法获得

TypeElement: 表示类或者接口
VariableElement: 表示字段参数
PackageElement: 表示一个包
ExecutableElement: 表示方法
TypeParameterElement: 表示范型参数

TypeMirror

Element表示的是元素，而TypeMirror表示的是参数类型。可以通过getkind来获取参数类型。

TypeSpec

是javapoet库用来生成文件的主要的类。

ProcessingEnvironment

ProcessingEnvironment中提供了4个工具接口

lateinit var types: Types //java类型工具
lateinit var elements: Elements //注解获取出来的元素
lateinit var messager: Messager//消息输出
lateinit var filer: Filer//文件写入

实现流程

首先我们需要先创建出Annotation库，创建出对应的注解。

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface BuilderActivity {
    String routerValue() default "";
}

创建出Processor库，并且自定义Processor

class KKProcessor : AbstractProcessor() {
}

在这里需要注意的是，我们必须手动的建立Processor索引，不然编译期间不会执行到这个Processor。
需要在和java同级目下创建出resources/META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor文件，然后在内部添加processor的引用。

com.inject.xie.processor.KKProcessor

而且，需要在app的gradle中添加该processor的编译。

kapt project(":Processor")

开始编译，解析注解
在编译时，会调用到processor的process方法

override fun process(p0: MutableSet<out TypeElement>?, p1: RoundEnvironment?): Boolean {
        LogUtils.warn("KKProcessor process")

        return true
    }

在这个方法中，我们需要解析出我们要的注解

//解析class
env.getElementsAnnotatedWith(BuilderActivity::class.java)
                .asSequence()
                .filter(SuperficialValidation::validateElement)
                .filter { it.kind.isClass }
                .toList()
                .forEach { element ->
                    LogUtils.warn("KKProcessor parasClass ${element.simpleName} is Activity~")
                    if (ProcessorEnv.types.isSubtype(element.asType(), ClassType.KKACTIVITY.typeMirror)) {
                        classMap[element] = KKActivityBuilder(element as TypeElement)
                    }
                }

通过getElementsAnnotatedWith方法来获取被BuilderActivity修饰的所有的类。其他几个注解类似，然后存储在classMap，这里需要注意一点，process方法可能会执行多次，所以需要将解析的产物放在map中或者每次解析都将list清空。
然后解析field

private fun parasFiled(env: RoundEnvironment) {
        env.getElementsAnnotatedWith(Fields::class.java)
                .asSequence()
                .filter(SuperficialValidation::validateElement)
                .filter { it.kind.isField }
                .toList()
                .forEach { element ->
                    LogUtils.warn("KKProcessor parasFiled ${element.simpleName}")
                    classMap[element.enclosingElement]?.addFiled(element)
                }
    }

将解析生成的fields存储到上一步生成的class产物中，这样，就拿到了被注解的类和其中的被注解的成员变量。

生成代码

创建class

        val classFileBuilder = TypeSpec.classBuilder(builderClassName)
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)

创建成员及成员的builder方法

fields.forEach { field ->
            LogUtils.warn("fieldBuilder ${field.name}")
            //构造临时变量
            classFileBuilder.addField(FieldSpec.builder(field.asTypeName(), field.name, Modifier.PRIVATE).build())

            //构造变量相关的静态变量
            classFileBuilder.addField(FieldSpec.builder(String::class.java, KKActivityBuilder.CONST_POSIX + field.name.toUpperCase())
                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC, Modifier.FINAL)
                    .initializer("\$S", field.name)
                    .build())



            //构造相关变量的builder方法
            classFileBuilder.addMethod(MethodSpec.methodBuilder(field.name)
                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                    .addParameter(field.asTypeName(), field.name)
                    .addStatement("this.${field.name} = ${field.name}")
                    .addStatement("return this")
                    .returns(builderClassTypeName)
                    .build())
        }

创建方法
首先需要静态的builder方法

//构造主builder
        classFileBuilder.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("builder")
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC)
                .returns(builderClassTypeName)
                .addStatement("\$T builder = new \$T()", builderClassTypeName, builderClassTypeName)
                .addStatement("return builder").build())

对于Activity，需要创建fillIntent和start方法

 //对于Activity，需要创建fillIntent和start方法
        val intentMethod = MethodSpec.methodBuilder("fillIntent")
                .addModifiers(Modifier.PRIVATE)
                .addParameter(INTENT.java, "intent")
        fields.forEach { field ->
            //给fillIntent方法添加元素
            intentMethod.addStatement("intent.putExtra(\$S, \$L)", field.name, field.name)
        }
        typeBuilder.addMethod(intentMethod.build())


        //start
        typeBuilder.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("start")
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .addParameter(CONTEXT.java, "context")
                .addStatement("Intent intent = new Intent(context, \$L.class)", simpleName)
                .addStatement("fillIntent(intent)")
                .addStatement("context.startActivity(intent)")
                .build())
    }

对于fragment需要创建fillIntent和build方法

   //fragment也需要fillIntent
        val intentMethod = MethodSpec.methodBuilder("fillIntent")
                .addModifiers(Modifier.PRIVATE)
                .addParameter(ClassType.INTENT.java, "intent")
        fields.forEach { field ->
            //给fillIntent方法添加元素
            intentMethod.addStatement("intent.putExtra(\$S, \$L)", field.name, field.name)
        }
        typeBuilder.addMethod(intentMethod.build())


        val originClassName = ClassName.get(packageName, simpleName.toString())
        //通过builder方法返回实例
        typeBuilder.addMethod(MethodSpec.methodBuilder("build")
                .returns(originClassName)
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .addStatement("\$T fragment = new \$T()", originClassName, originClassName)
                .addStatement("Intent intent = new Intent()")
                .addStatement("fillIntent(intent)")
                .addStatement("fragment.setArguments(intent.getExtras())")
                .addStatement("return fragment")
                .build())
    }

写入文件
当构建好了TypeSpec，通过Filer进行文件写入

 private fun writeJavaToFile(typeSpec: TypeSpec) {
        try {
            val file = JavaFile.builder(packageName, typeSpec).build()
            file.writeTo(ProcessorEnv.filer)
        } catch (e: IOException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }

这样，对应的生成文件就创建出来了。

依赖注入
在文件生成之后，我们通过对应的Builder类来启动activity或者创建fragment实例，那我们如何直接在activity或者fragment中直接使用被注解的成员变量呢？这个其实也比较简单。

对于activity
在application中注册activity监听，然后通过onActivityCreate的回调方法中进行inject，这个方法会在oncreate之前调用。

 override fun onActivityCreated(activity: Activity?, savedInstanceState: Bundle?) {
                if (activity == null) {
                    return
                }
                if (!activity.javaClass.isAnnotationPresent(BuilderActivity::class.java)) {
                    //该activity没有被Builder标注，跳过
                    return
                }
                Log.d("KKActivityBuilder", "onActivityCreated~")
                val intent = activity.intent ?: return
                var fields = activity.javaClass.declaredFields
                inject(activity, fields, intent.extras)
            }

fun inject(activity: Activity?, fields: Array<Field>?, extras: Bundle?) {
        if (fields == null) {
            Log.d("KKActivityBuilder", "declaredFields is null, should return~")
            return
        }
        fields.forEach { field ->
            if (field.isAnnotationPresent(Fields::class.java)) {
                val name = field.name
                try {
                    val access = field.isAccessible
                    if (!access) field.isAccessible = true
                    val value = getIntentExtra(extras, name)
                    if (value != null) {
                        field.set(activity, getIntentExtra(extras, name))
                    } else {
                        Log.d("KKActivityBuilder", "get value is null, continue~")
                    }

                    if (!access) field.isAccessible = false

                } catch (e: Exception) {
                    Log.e("KKActivityBuilder", "error in -> ${e.message}")
                }
            }
        }
    }

    fun  getIntentExtra(extras: Bundle?, name: String): Any? {
        return extras?.get(name)
    }

判断当前的activity是否被BuilderActivity修饰过
如果被BuilderActivity修饰过，遍历fields，判断是否被Fields修饰过
如果被Fields修饰过，从intent中获取field的name对应的value，以object的形式取出即可
通过反射，给field赋值为上一步取出的值。
完成

对于fragment
fragment的注入其实与activity基本一致，只是fragment没有相对应的生命周期的监听，不过我们可以在统一的基类的onCreateView方法中调用inject方法进行注入。实际的注入流程完全一样。不过activity是从intent中取值，fragment是从argument中取值。

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