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Android中注解处理器APT用法示例

 更新时间：2023年12月02日 10:44:33   作者：静水红阳  
APT全称Annotation Processing Tool,即注解处理器,APT是一种处理注释的工具, 它对源代码文件进行检测找出其中的注解,并使用注解进行额外的处理,给我们自动生成代码,简化使用,很多流行框架都使用到了APT技术,如 ButterKnife,Retrofit,Arouter,EventBus 等等
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APT，Annotation Processing Tool，即注解处理器，是一种用来处理注解的工具，常用在编译时扫描和处理注解，最终生成处理注解逻辑的Java文件。APT技术在目前的很多框架上都有着使用，如ButterKnife，ARouter，GreenDAO等框架上都有着APT技术的影子。

APT作用

使用APT可以在编译时来处理编译时注解，生成额外的Java文件，有如下效果：

  • 可以达到减少重复代码手工编写的效果。

    如ButterKnife，我们可以直接使用注解来减少findviewbyid这些代码，只需要通过注解表示是哪个id就够了。

  • 功能封装。将主要的功能逻辑封装起来，只保留注解调用。

  • 相对于使用Java反射来处理运行时注解，使用APT有着更加良好的性能。

Android基本编译流程

Android中的代码编译时需要经过：Java——>class ——> dex 流程，代码最终生成dex文件打入到APK包里面。

APT是在编译开始时就介入的，用来处理编译时注解。

AOP（Aspect Oridnted Programming）是在编译完成后生成dex文件之前，通过直接修改.class文件的方式，来对代码进行修改或添加逻辑。常用在在代码监控，代码修改，代码分析这些场景。

APT基本使用

基本使用流程主要包括如下几个步骤：

  • 创建自定义注解
  • 创建注解处理器，处理Java文件生成逻辑
  • 封装一个供外部调用的API
  • 项目中调用

本次以仿写ButterKnife绑定View为例，省略findviewbyId的代码，调用代码如下：

public class AnnotationTestActivity extends AppCompatActivity {

    @BindView(R.id.tv_annotation_test1)
    TextView tvAnnotationTest1;

    @BindView(R.id.tv_annotation_test2)
    TextView tvAnnotationTest2;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_annotation_test);
        BindViewTools.bind(this);
        tvAnnotationTest1.setText("测试文本");
        tvAnnotationTest1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Logger.toast(WorkDemoApplication.context,"控件1:"+R.id.tv_annotation_test1);
            }
        });
        tvAnnotationTest2.setText("另一个文本");
        tvAnnotationTest2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Logger.toast(WorkDemoApplication.context,"控件2:"+R.id.tv_annotation_test2);
            }
        });
    }
}

1、 自定义注解

我们新建立一个Java lib，命名为annotationTest，用来承载自定义注解，代码如下所示：

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface BindView {
    int value();
}

2、注解处理器

额外新建立一个Java lib，命名为processorTest，用来承载注解处理及Java文件生成逻辑。

主要包括如下几个步骤：

  • 添加注解处理器
  • 注解处理器注册
  • 添加java代码生成逻辑

需要注意的是，当前的注解处理器lib需要引入注解lib——annotationTest,在当前Module的build.gradle文件中配置：

    implementation project(':annotationTest')//依赖刚刚创建的annotation模块

注解处理器

注解处理器代码如下：

public class BindViewProcessor extends AbstractProcessor {

    private Messager mMessager;
    private Elements mElementUtils;
    private Map<String, ClassCreatorProxy> mProxyMap = new HashMap<>();

    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnv) {
        super.init(processingEnv);
        mMessager = processingEnv.getMessager();
        mElementUtils = processingEnv.getElementUtils();
    }

    @Override
    public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() {
        HashSet<String> supportTypes = new LinkedHashSet<>();
        supportTypes.add(BindView.class.getCanonicalName());
        return supportTypes;
    }

    @Override
    public SourceVersion getSupportedSourceVersion() {
        return SourceVersion.latestSupported();
    }

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnvironment) {
        mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "processing...");
        mProxyMap.clear();
        //得到所有的注解
        Set<? extends Element> elements = roundEnvironment.getElementsAnnotatedWith(BindView.class);
        for (Element element : elements) {
            VariableElement variableElement = (VariableElement) element;
            TypeElement classElement = (TypeElement) variableElement.getEnclosingElement();
            String fullClassName = classElement.getQualifiedName().toString();
            ClassCreatorProxy proxy = mProxyMap.get(fullClassName);
            if (proxy == null) {
                proxy = new ClassCreatorProxy(mElementUtils, classElement);
                mProxyMap.put(fullClassName, proxy);
            }
            BindView bindAnnotation = variableElement.getAnnotation(BindView.class);
            int id = bindAnnotation.value();
            proxy.putElement(id, variableElement);
        }
        //通过遍历mProxyMap，创建java文件
        for (String key : mProxyMap.keySet()) {
            ClassCreatorProxy proxyInfo = mProxyMap.get(key);
            JavaFile javaFile = JavaFile.builder(proxyInfo.getPackageName(),proxyInfo.generateJavaCode2()).build();
            try {
                //生成Java文件
                javaFile.writeTo(processingEnv.getFiler());
            } catch (IOException e) {
                mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, " --> create " + proxyInfo.getProxyClassFullName() + "error");
            }
        }

        mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "process finish ...");
        return true;
    }
}

此处为了代码演示简单起见，并没有加入格式校验（如对注解修饰的类型等信息进行校验），如果你实际运用APT技术，请务必要对注解的使用规则进行详细的校验。

注解处理器注册

自定义的注解处理器必须经过注册才能够使用，即需要对注解处理器添加自动主动的注解。

我们可以使用Google autoService来进行注解处理器的自动注册，首先需要在注解处理器所在的module的build.gradle文件添加autoService的包引入：

    //google autoService
    implementation "com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc4"
    annotationProcessor "com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc4"

然后将自动注册的注解添加到注解处理器上以实现自动注册效果：

@AutoService(Processor.class)
public class BindViewProcessor extends AbstractProcessor {
    ...
}

java代码生成

对于java代码的生成存在有多种方式，如字符串拼接，JavaPoet等。
如果要使用JavaPoet，则需要在当前的Module的build.gradle文件中引入：

    //javaPoet
    implementation "com.squareup:javapoet:1.13.0"

详细代码如下：

package com.example.shapetest.bindview;

import com.squareup.javapoet.ClassName;
import com.squareup.javapoet.MethodSpec;
import com.squareup.javapoet.TypeSpec;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.lang.model.element.Modifier;
import javax.lang.model.element.PackageElement;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import javax.lang.model.element.VariableElement;
import javax.lang.model.util.Elements;

public class ClassCreatorProxy {
    private String mBindingClassName;
    private String mPackageName;
    private TypeElement mTypeElement;
    private Map<Integer, VariableElement> mVariableElementMap = new HashMap<>();

    public ClassCreatorProxy(Elements elementUtils, TypeElement classElement) {
        this.mTypeElement = classElement;
        PackageElement packageElement = elementUtils.getPackageOf(mTypeElement);
        String packageName = packageElement.getQualifiedName().toString();
        String className = mTypeElement.getSimpleName().toString();
        this.mPackageName = packageName;
        this.mBindingClassName = className + "_ViewBinding";
    }

    public void putElement(int id, VariableElement element) {
        mVariableElementMap.put(id, element);
    }

    /**
     * 创建Java代码  字符串拼接方式
     * @return
     */
    public String generateJavaCode() {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        builder.append("package ").append(mPackageName).append(";\n\n");
        builder.append("import com.example..*;\n");
        builder.append('\n');
        builder.append("public class ").append(mBindingClassName);
        builder.append(" {\n");

        generateMethods(builder);
        builder.append('\n');
        builder.append("}\n");
        return builder.toString();
    }

    /**
     * 加入Method    字符串拼接方式
     * @param builder
     */
    private void generateMethods(StringBuilder builder) {
        builder.append("public void bind(" + mTypeElement.getQualifiedName() + " host ) {\n");
        for (int id : mVariableElementMap.keySet()) {
            VariableElement element = mVariableElementMap.get(id);
            String name = element.getSimpleName().toString();
            String type = element.asType().toString();
            builder.append("host." + name).append(" = ");
            builder.append("(" + type + ")(((android.app.Activity)host).findViewById( " + id + "));\n");
        }
        builder.append("  }\n");
    }

    public String getProxyClassFullName()
    {
        return mPackageName + "." + mBindingClassName;
    }

    public TypeElement getTypeElement()
    {
        return mTypeElement;
    }


    /**
     * 创建Java代码   javapoet
     * @return
     */
    public TypeSpec generateJavaCode2() {
        TypeSpec bindingClass = TypeSpec
                //class名称设置
                .classBuilder(mBindingClassName)
                //类为public
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .addMethod(generateMethods2())
                .build();
        return bindingClass;

    }

    /**
     * 加入Method   javapoet
     */
    private MethodSpec generateMethods2() {
        ClassName host = ClassName.bestGuess(mTypeElement.getQualifiedName().toString());
        MethodSpec.Builder methodBuilder = MethodSpec
                //方法名称
                .methodBuilder("bind")
                //方法为public
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                //返回值
                .returns(void.class)
                //方法参数
                .addParameter(host, "host");

        for (int id : mVariableElementMap.keySet()) {
            VariableElement element = mVariableElementMap.get(id);
            String name = element.getSimpleName().toString();
            String type = element.asType().toString();
            methodBuilder.addCode("host." + name + " = " + "(" + type + ")(((android.app.Activity)host).findViewById( " + id + "));\n");
        }
        return methodBuilder.build();
    }


    public String getPackageName() {
        return mPackageName;
    }

}

3. 对外调用

在完成了上述两步之后，APT的实际工作已经能够正常运行了，下面我们实现以下调用方法，以达到模仿butterknife的调用效果。

首先我们需要新建立一个Android lib的Module，命名为apt_lib。

当前的对外lib需要引用注解处理器lib——processorTest,在当前Module的build.gradle文件中进行如下配置：

    implementation project(path: ':processorTest')

新建对外的调用方法，代码如下：、

public class BindViewTools {

    public static void bind(Activity activity) {

        Class clazz = activity.getClass();
        try {
            Class bindViewClass = Class.forName(clazz.getName() + "_ViewBinding");
            Method method = bindViewClass.getMethod("bind", activity.getClass());
            method.invoke(bindViewClass.newInstance(), activity);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

其主要功能是为被注解绑定的Activity生成对应的辅助类以实现apt被调用的效果。

4. 调用

在进行了如下几步之后，我们实际上已经能够正常的调用@BindView这个注解了.
我们在我们的主Module——app中调用APT，当然此时的APT需要引入之前的lib工程，可以在app的build.gradle文件中进行如下配置：

    implementation project(':annotationTest') // 添加依赖模块
    implementation project(':apt_lib') // 添加依赖模块

    implementation project(':processorTest') // 添加依赖模块
    annotationProcessor project(':processorTest')

需要注意的是annotationProcessor这一注解处理工具是Java语言使用的，如果你使用的是kotlin语言，则需要使用kapt.

此时直接调用我们在开头的调用代码，在编译执行后能够正常运行。

当我们查看工程内的build文件夹时能够在如下路径发现我们之前生成的文件：

看到里面的代码如下：

package com.example.workdemo.activity;

public class AnnotationTestActivity_ViewBinding {
  public void bind(AnnotationTestActivity host) {
    host.tvAnnotationTest1 = (android.widget.TextView)(((android.app.Activity)host).findViewById( 2131231102));
    host.tvAnnotationTest2 = (android.widget.TextView)(((android.app.Activity)host).findViewById( 2131231103));
  }
}

这样的话我们就完成了APT的一个简单示例。

总结

本文主要对Android中的APT技术进行了简单说明。APT技术能够利用编译的技术直接生成Java逻辑代码，在代码重复度较高的场景中比较适用。

到此这篇关于Android中注解处理器APT用法示例的文章就介绍到这了,更多相关Android中注解处理器APT内容请搜索程序员之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持程序员之家！

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