Android：从零开始打造自己的深度链接库（二）：ARouter源码解析
前言
这一篇我们来具体看一下ARouter的实现原理，如果你之前没有接触过ARouter，可以先阅读上一篇：
Android：从零开始打造自己的深度链接库（一）：ARouter简介
废话不多，我们赶紧分析源码。
正文
首先我们从github下载最新的源码：
被选中的三个Module是我们今天分析的重点：
arouter-annotation
从名称看我们可以猜到这是自定义注解的库，我们就直接截个图：
我们看到了之前使用过的@Router，@Autowired，@Interceptor，这个库就直接略过。
arouter-compiler
我们先思考一个问题：
为什么通过注解，我们就可以跳转到指定的页面呢，ARouter是怎么做到的？
如果你之前看过EventBus，或者LitePal的源码，这一篇对于你来说就是小case。因为核心的原理都是一样的。
@AutoService(Processor.class)
@SupportedOptions(KEY_MODULE_NAME)
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_7)
@SupportedAnnotationTypes({ANNOTATION_TYPE_AUTOWIRED})
public class AutowiredProcessor extends AbstractProcessor
要想编译时处理注解，需要实现对应的AbstractProcessor，并使用@AutoService(Processor.class)注解，这样在编译时，这个注解解析器就会被执行，我们可以在编译时生成源文件来保存必要的信息，这样做的好处是，把注解解析的成本放在编译期间，从而节省了运行时的时间，对于用户来说，这样的体验是值得推荐的。
我们以AutowiredProcessor为例，分析一下编译期间ARouter到底做了哪些工作：
@Override
public boolean process(Set set, RoundEnvironment roundEnvironment) {
if (CollectionUtils.isNotEmpty(set)) {
try {
logger.info(">>> Found autowired field, start... <<<");
// 取出Autowired.class
categories(roundEnvironment.getElementsAnnotatedWith(Autowired.class));
// 生成帮助文件
generateHelper();
} catch (Exception e) {
logger.error(e);
}
// 注解处理完毕返回true
return true;
}
return false;
}
直接的解析工作需要重写process方法，从所有的注解中取出需要解析的注解集合，先看看这个categories（）方法做了哪些处理：
private void categories(Set elements) throws IllegalAccessException {
// 判断使用了Autowired注解是否为空
if (CollectionUtils.isNotEmpty(elements)) {
for (Element element : elements) {
// 得到被注解的元素的父级元素
// 例如被注解的是一个属性，那么得到的就是这个类
TypeElement enclosingElement = (TypeElement) element.getEnclosingElement();
// 被注解的元素不可以被private修饰
if (element.getModifiers().contains(Modifier.PRIVATE)) {
throw new IllegalAccessException("The inject fields CAN NOT BE 'private'!!! please check field ["
+ element.getSimpleName() + "] in class [" + enclosingElement.getQualifiedName() + "]");
}
// 因为编译解析器，可能被调用多次，所以这里使用一个键值对组合保存了之前解析过的信息，提高执行效率
// 如果已经解析过了，找到之前的key，直接添加到集合中
if (parentAndChild.containsKey(enclosingElement)) { // Has categries
parentAndChild.get(enclosingElement).add(element);
}
// 没有解析过，保存到集合中
else {
List childs = new ArrayList<>();
childs.add(element);
parentAndChild.put(enclosingElement, childs);
}
}
logger.info("categories finished.");
}
}
上面的代码注释已经写的很详细了，这里我们了解到了新的信息：
@Autowired不能修饰private属性！！！
接下来我们分析一下generateHelper（）方法，因为代码比较多，所以我把几个核心的地方单独分析，刚才我们已经把每一个元素和对应的@AutoWired注解都保存了起来，那肯定是要遍历就这个集合了：
for (Map.Entry> entry : parentAndChild.entrySet()) {
// 创建inject方法
MethodSpec.Builder injectMethodBuilder = MethodSpec.methodBuilder(METHOD_INJECT)
.addAnnotation(Override.class)
.addModifiers(PUBLIC)
.addParameter(objectParamSpec);
// 使用了注解的类
TypeElement parent = entry.getKey();
// 被注解修饰的元素
List childs = entry.getValue();
// 类名
String qualifiedName = parent.getQualifiedName().toString();
// 包名
String packageName = qualifiedName.substring(0, qualifiedName.lastIndexOf("."));
// 要生成的源文件的名称
String fileName = parent.getSimpleName() + NAME_OF_AUTOWIRED;
// 对源文件添加public修饰符，添加要实现的接口，和注释
TypeSpec.Builder helper = TypeSpec.classBuilder(fileName)
.addJavadoc(WARNING_TIPS)
.addSuperinterface(ClassName.get(type_ISyringe))
.addModifiers(PUBLIC);
// 添加一个私有的serializationService属性
FieldSpec jsonServiceField = FieldSpec.builder(TypeName.get(type_JsonService.asType()), "serializationService", Modifier.PRIVATE).build();
helper.addField(jsonServiceField);
// 为刚才创建的inject方法添加代码
// serializationService = ARouter.getInstance().navigation(SerializationService.class)
injectMethodBuilder.addStatement("serializationService = $T.getInstance().navigation($T.class)", ARouterClass, ClassName.get(type_JsonService));
// ClassName.get(parent)类名
injectMethodBuilder.addStatement("$T substitute = ($T)target", ClassName.get(parent), ClassName.get(parent));
// 遍历被注解修饰的元素列表
// 此处先省略
for (Element element : childs) {
...
}
// 源文件添加方法
helper.addMethod(injectMethodBuilder.build());
// 生成源文件
JavaFile.builder(packageName, helper.build()).build().writeTo(mFiler);
}
果然这里要开始生成源文件了，首先定义了要生成的文件的名称和位置（包名），然后创建一个public的inject方法，此处添加了一个SerializationService服务，这个服务是序列化的服务，我们可以先忽略。
然后就压开始遍历被@Autowired注解的元素集合了：
Autowired fieldConfig = element.getAnnotation(Autowired.class);
// 被注解的属性的名称
String fieldName = element.getSimpleName().toString();
// 如果这是一个IProvide的子类
if (types.isSubtype(element.asType(), iProvider)) {
// 如果在注解中特别指定了名称
if ("".equals(fieldConfig.name())) { // User has not set service path, then use byType.
// 在inject方法中使用属性名，获取属性对应的实例
injectMethodBuilder.addStatement(
"substitute." + fieldName + " = $T.getInstance().navigation($T.class)",
ARouterClass,
ClassName.get(element.asType())
);
} else {
// 使用注解中的名称找到对应的实例
injectMethodBuilder.addStatement(
"substitute." + fieldName + " = ($T)$T.getInstance().build($S).navigation()",
ClassName.get(element.asType()),
ARouterClass,
fieldConfig.name()
);
}
// 判断该属性是否是必须，如果没有找到可以实例化的对象，注解抛出错误
if (fieldConfig.required()) {
injectMethodBuilder.beginControlFlow("if (substitute." + fieldName + " == null)");
injectMethodBuilder.addStatement(
"throw new RuntimeException(\"The field '" + fieldName + "' is null, in class '\" + $T.class.getName() + \"!\")", ClassName.get(parent));
injectMethodBuilder.endControlFlow();
}
}
else{
...
}
首先判断被@Autowired注解的属性是否是一个IProvider接口，IProvider接口表示一个对外开放的服务，不同Module可以通过IProvider得到对应的服务，这样不同Module之间就可以进行通信。
String originalValue = "substitute." + fieldName;
String statement = "substitute." + fieldName + " = " + buildCastCode(element) + "substitute.";
boolean isActivity = false;
// 是否是Activity的子类
if (types.isSubtype(parent.asType(), activityTm)) { // Activity, then use getIntent()
isActivity = true;
// 可以看Activity要通过intent进行属性的初始化
statement += "getIntent().";
}
// 是否是Frament的子类
else if (types.isSubtype(parent.asType(), fragmentTm) || types.isSubtype(parent.asType(), fragmentTmV4)) { // Fragment, then use getArguments()
// 可以看Activity要通过getArguments进行属性的初始化
statement += "getArguments().";
}
// 从此判断可以看出，@Autowired注解的类型只有IProvder，Activity和Fragment
else {
throw new IllegalAccessException("The field [" + fieldName + "] need autowired from intent, its parent must be activity or fragment!");
}
// 根据对应的类型，找到需要的类型
// 例如getInt（），getBoolean()
statement = buildStatement(originalValue, statement, typeUtils.typeExchange(element), isActivity);
// 如果是一个对象，我们要对应serializationService来实现初始化
if (statement.startsWith("serializationService.")) { // Not mortals
injectMethodBuilder.beginControlFlow("if (null != serializationService)");
injectMethodBuilder.addStatement(
"substitute." + fieldName + " = " + statement,
(StringUtils.isEmpty(fieldConfig.name()) ? fieldName : fieldConfig.name()),
ClassName.get(element.asType())
);
injectMethodBuilder.nextControlFlow("else");
injectMethodBuilder.addStatement(
"$T.e(\"" + Consts.TAG + "\", \"You want automatic inject the field '" + fieldName + "' in class '$T' , then you should implement 'SerializationService' to support object auto inject!\")", AndroidLog, ClassName.get(parent));
injectMethodBuilder.endControlFlow();
} else {
njectMethodBuilder.addStatement(statement, StringUtils.isEmpty(fieldConfig.name()) ? fieldName : fieldConfig.name());
}
// 非空检查
if (fieldConfig.required() && !element.asType().getKind().isPrimitive()) { // Primitive wont be check.
injectMethodBuilder.beginControlFlow("if (null == substitute." + fieldName + ")");
injectMethodBuilder.addStatement(
"$T.e(\"" + Consts.TAG + "\", \"The field '" + fieldName + "' is null, in class '\" + $T.class.getName() + \"!\")", AndroidLog, ClassName.get(parent));
injectMethodBuilder.endControlFlow();
}
上面的代码解析是IProvider以外的情况，通过分析我们又学到了新的知识：
@Autowired只能直接IProvider对象，或者是Activity和Fragment中使用！！！
并且知道Activity和Fragment的中的属性是通过intent和arguments来初始化的，我们已经完整的分析了整个@Autowired直接的解析过程，但是仍然有些懵逼，因为是源文件是通过代码写入的，所以最直观的方法就是看看源文件到底生成了什么。
首先看IProvider：
// 测试服务，其中HelloService实现了IProvider接口
public class TestService {
@Autowired
public HelloService helloService;
public TestService(){
ARouter.getInstance().inject(this);
}
}
// 以下是生成的源文件
/**
* DO NOT EDIT THIS FILE!!! IT WAS GENERATED BY AROUTER. */
public class TestService$$ARouter$$Autowired implements ISyringe {
private SerializationService serializationService;
@Override
public void inject(Object target) {
serializationService = ARouter.getInstance().navigation(SerializationService.class);
TestService substitute = (TestService)target;
substitute.helloService = ARouter.getInstance().navigation(HelloService.class);
}
}
Activity：
@Route(path = "/main/TestActivity", extras = 1)
public class TestActivity extends AppCompatActivity {
@Autowired
String name;
@Autowired
int age;
@Autowired
TestBean testBean;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_test);
ARouter.getInstance().inject(this);
}
}
// 生成文件代码
public class TestActivity$$ARouter$$Autowired implements ISyringe {
private SerializationService serializationService;
@Override
public void inject(Object target) {
serializationService = ARouter.getInstance().navigation(SerializationService.class);
TestActivity substitute = (TestActivity)target;
substitute.name = substitute.getIntent().getStringExtra("name");
substitute.age = substitute.getIntent().getIntExtra("age", substitute.age);
substitute.testBean = (com.lzp.arouter.activity.bean.TestBean) substitute.getIntent().getSerializableExtra("testBean");
}
}
@Autowired注解已经分析完毕，通过同样的道理，我们还可以自行查看RouteProcessor，InterceptorProcessor的内容，最终都是生成了各种源文件保存注解中的信息，这里就不具体分析了。
arouter-api
这个就是ARouter的核心库了，通过刚才分析编译库的内容，我们可以很轻松的知道@Autowired的执行过程，例如：
@Route(path = "/main/TestActivity", extras = 1)
public class TestActivity extends AppCompatActivity {
@Autowired
String name;
@Autowired
int age;
@Autowired
TestBean testBean;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_test);
// 必须调用该方法，才有有效
ARouter.getInstance().inject(this);
}
}
我们找到inject的最终调用层级在：
static void inject(Object thiz) {
AutowiredService autowiredService = ((AutowiredService) ARouter.getInstance().build("/arouter/service/autowired").navigation());
if (null != autowiredService) {
autowiredService.autowire(thiz);
}
}
根据路由地址“/arouter/service/autowired”，我们在库中找到了AutowiredServiceImpl：
@Route(path = "/arouter/service/autowired")
public class AutowiredServiceImpl implements AutowiredService {
...
@Override
public void autowire(Object instance) {
String className = instance.getClass().getName();
try {
if (!blackList.contains(className)) {
ISyringe autowiredHelper = classCache.get(className);
if (null == autowiredHelper) { // No cache.
// 通过源文件名称的生成规则，找到生成的源文件
autowiredHelper = (ISyringe) Class.forName(instance.getClass().getName() + SUFFIX_AUTOWIRED).getConstructor().newInstance();
}
// 调用源文件的inject方法，完成自动装配的工作
autowiredHelper.inject(instance);
classCache.put(className, autowiredHelper);
}
} catch (Exception ex) {
blackList.add(className); // This instance need not autowired.
}
}
}
@Autowired的运行流程就是这样，其中最重要的就是
ARouter.getInstance().build("/arouter/service/autowired").navigation());
我们发现无论是Activity，Fragment还是Service，都是通过这个方法进行匹配的，搞定了他，ARouter的api库就算是大功告成了。
ARouter类的功能都是委托_ARouter类实现的，navigation方法被重载了很多种，但是核心的步骤只有三个：
1、找到路由地址，组装成Postcard对象
2、调用LogisticsCenter.completion(postcard)，完善Postcard的信息
3、返回指定的对象或跳转。
1、找到路由地址，组装成Postcard对象
如果我们直接指定了路由地址，例如：
ARouter.getInstance().build("/arouter/service/autowired").navigation());
// 创建对应的Postcard
protected Postcard build(String path, String group) {
if (TextUtils.isEmpty(path) || TextUtils.isEmpty(group)) {
throw new HandlerException(Consts.TAG + "Parameter is invalid!");
} else {
// 找到是否有自定义PathReplaceService
PathReplaceService pService = ARouter.getInstance().navigation(PathReplaceService.class);
if (null != pService) {
path = pService.forString(path);
}
// 默认是没有的，所以会进入到这里
// 如果没有指定group，默认的分组是第一个斜线的单词
return new Postcard(path, group);
}
}
如果我们没有指定url地址，而是使用Class：
protected T navigation(Class service) {
try {
// 通过编译生成的文件得到Postcard
Postcard postcard = LogisticsCenter.buildProvider(service.getName());
// 注释已经写了，是为了适配1.0.5的版本
// Compatible 1.0.5 compiler sdk.
// Earlier versions did not use the fully qualified name to get the service
if (null == postcard) {
// No service, or this service in old version.
postcard = LogisticsCenter.buildProvider(service.getSimpleName());
}
if (null == postcard) {
return null;
}
// 这是第二步了
LogisticsCenter.completion(postcard);
return (T) postcard.getProvider();
} catch (NoRouteFoundException ex) {
logger.warning(Consts.TAG, ex.getMessage());
return null;
}
}
我们编译出的文件已经记录了Class和路由的对应信息，直接就可以使用。
调用LogisticsCenter.completion(postcard)
这个方法会通过Postcard中的路径信息，完成页面的查找操作：
public synchronized static void completion(Postcard postcard) {
if (null == postcard) {
throw new NoRouteFoundException(TAG + "No postcard!");
}
// 得到RouteMeta信息，这个在编译器中已经生成了
RouteMeta routeMeta = Warehouse.routes.get(postcard.getPath());
// 一个空的检查，这里就先忽略了
if (null == routeMeta) { // Maybe its does't exist, or didn't load.
...
} else {
// 通过RouteMeta，完善Postcard的信息
// 要找到的类名
postcard.setDestination(routeMeta.getDestination());
// 路由的类型
postcard.setType(routeMeta.getType());
// 优先级
postcard.setPriority(routeMeta.getPriority());
// extra，注解中的extra
postcard.setExtra(routeMeta.getExtra());
// 通过uri，解析路由的参数
Uri rawUri = postcard.getUri();
if (null != rawUri) { // Try to set params into bundle.
Map resultMap = TextUtils.splitQueryParameters(rawUri);
Map paramsType = routeMeta.getParamsType();
if (MapUtils.isNotEmpty(paramsType)) {
// 添加参数
for (Map.Entry params : paramsType.entrySet()) {
setValue(postcard,
params.getValue(),
params.getKey(),
resultMap.get(params.getKey()));
}
postcard.getExtras().putStringArray(ARouter.AUTO_INJECT, paramsType.keySet().toArray(new String[]{}));
}
postcard.withString(ARouter.RAW_URI, rawUri.toString());
}
// 根据不同的类型，做一些补充操作
switch (routeMeta.getType()) {
// 如果是IProvider，这里已经直接通过反射创建对象了
case PROVIDER: // if the route is provider, should find its instance
// Its provider, so it must implement IProvider
Class providerMeta = (Class) routeMeta.getDestination();
IProvider instance = Warehouse.providers.get(providerMeta);
if (null == instance) { // There's no instance of this provider
IProvider provider;
try {
provider = providerMeta.getConstructor().newInstance();
provider.init(mContext);
Warehouse.providers.put(providerMeta, provider);
instance = provider;
} catch (Exception e) {
throw new HandlerException("Init provider failed! " + e.getMessage());
}
}
// 设置属性，之后通过这个属性，得到创建的对象
postcard.setProvider(instance);
// greenChannel之前已经说过了，表示跳过interceptor
postcard.greenChannel(); // Provider should skip all of interceptors
break;
case FRAGMENT:
// fragment也是跳过interceptor的
postcard.greenChannel(); // Fragment needn't interceptors
default:
break;
}
}
}
返回指定的对象或跳转
在第二步我们已经完善了Postcard的信息，接下来是第三步，这里有两种情况，如果我们直接使用的是：
protected T navigation(Class service) {
try {
// 通过编译生成的文件得到Postcard
Postcard postcard = LogisticsCenter.buildProvider(service.getName());
// 注释已经写了，是为了适配1.0.5的版本
// Compatible 1.0.5 compiler sdk.
// Earlier versions did not use the fully qualified name to get the service
if (null == postcard) {
// No service, or this service in old version.
postcard = LogisticsCenter.buildProvider(service.getSimpleName());
}
if (null == postcard) {
return null;
}
// 完善Postcard信息
LogisticsCenter.completion(postcard);
// 返回指定对象
return (T) postcard.getProvider();
} catch (NoRouteFoundException ex) {
logger.warning(Consts.TAG, ex.getMessage());
return null;
}
}
通过刚才第二步的分析，我们可以推断出： navigation(Class service)仅仅适用于IProvider。
其他情况会调用：
protected Object navigation(final Context context, final Postcard postcard, final int requestCode, final NavigationCallback callback) {
try {
// 第二步，完善Postcard信息
LogisticsCenter.completion(postcard);
} catch (NoRouteFoundException ex) {
// 此处省略，会打印信息，回调callback的onlost方法
...
return null;
}
// 回调onFound
if (null != callback) {
callback.onFound(postcard);
}
// 是否要被拦截
if (!postcard.isGreenChannel()) {
interceptorService.doInterceptions(postcard, new InterceptorCallback() {
@Override
public void onContinue(Postcard postcard) {
// 继续
_navigation(context, postcard, requestCode, callback);
}
@Override
public void onInterrupt(Throwable exception) {
if (null != callback) {
callback.onInterrupt(postcard);
}
}
});
} else {
// 继续
return _navigation(context, postcard, requestCode, callback);
}
return null;
}
如果跳过或通过了拦截器就会调用_navigation(context, postcard, requestCode, callback)方法，这也是最后一个分析的方法了：
private Object _navigation(final Context context, final Postcard postcard, final int requestCode, final NavigationCallback callback) {
final Context currentContext = null == context ? mContext : context;
switch (postcard.getType()) {
// 找到Activity，intent添加参数，startActivity
case ACTIVITY:
// Build intent
final Intent intent = new Intent(currentContext, postcard.getDestination());
intent.putExtras(postcard.getExtras());
// Set flags.
int flags = postcard.getFlags();
if (-1 != flags) {
intent.setFlags(flags);
} else if (!(currentContext instanceof Activity)) { // Non activity, need less one flag.
intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
}
// Set Actions
String action = postcard.getAction();
if (!TextUtils.isEmpty(action)) {
intent.setAction(action);
}
// 切换到主线程
runInMainThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
startActivity(requestCode, currentContext, intent, postcard, callback);
}
});
break;
// 在第二步已经创建IProvider了，直接返回就可以了
case PROVIDER:
return postcard.getProvider();
// 广播，Provider，Fragment
case BOARDCAST:
case CONTENT_PROVIDER:
case FRAGMENT:
Class fragmentMeta = postcard.getDestination();
try {
// 通过返回创建指定对象，请注意这是无参构造方法
Object instance = fragmentMeta.getConstructor().newInstance();
// Fragment要添加参数
if (instance instanceof Fragment) {
((Fragment) instance).setArguments(postcard.getExtras());
} else if (instance instanceof android.support.v4.app.Fragment) {
((android.support.v4.app.Fragment) instance).setArguments(postcard.getExtras());
}
return instance;
} catch (Exception ex) {
logger.error(Consts.TAG, "Fetch fragment instance error, " + TextUtils.formatStackTrace(ex.getStackTrace()));
}
case METHOD:
case SERVICE:
default:
return null;
}
return null;
}
到这里ARouter的源码分析就到此结束了。
总结
经过漫长的分析，我们了解了ARouter的实现原理，还学到了文档可能不会提及的用法，最后我们做一个总结：
- @Autowired只能注解非private属性
- @Autowired只能注解IProvider，或者在Activity和Fragment中使用。
- @Autowired注解IProvider会反射创建对象，Activity和Fragment中则通过intent和argument中的携带参数进行填充。
- navigation(Class clazz)方法仅适用于IProvider
- IProvider和Fragment默认跳过拦截器
- 如果interceptor要进行耗时操作，请开启异步线程，在主线程中可能会引起ANR
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