Android 注解处理器使用攻略

上一篇写了JavaPoet使用攻略，了解了JavaPoet用法。那么我们就可以结合今天的Annotation Processing Tool(APT)来自定义注解处理器。

注解处理器简单解释就是收集我们标记的注解，处理注解上提供的信息。

本篇用我之前写的Saber举例说明。

1.定义注解

推荐New -> Module -> Java Library，新建一个Java Library Module，命名为xx-annotation。用来单独存放注解。

既然是注解处理器，那么首先需要有注解。自定义一个注解使用@interface关键字。

public @interface LiveData {
     
}

然后我们需要用到注解的注解，也就是元注解来控制注解的行为。这里我简单介绍一些元注解。

• Retention 表示注解的保留范围。值用RetentionPolicy枚举类型表示，分为CLASS 、RUNTIME 、 SOURCE。
• Target 表示注解的使用范围。值用ElementType枚举类型表示，有TYPE（作用于类）、FIELD（作用于属性）、METHOD（作用于方法）等。

这里我的@LiveData注解作用是为了便于创建LiveData，而创建时需要知道数据类型。所以这个注解的使用范围就是类和属性。

其次这个注解处理生成模板代码后，我们不需要保留在编译后的.class文件中。所以可以使用SOURCE。

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
@Target({
     ElementType.FIELD, ElementType.TYPE})
public @interface LiveData {
     
}    
    

2.实现处理器

首先New -> Module -> Java Library，新建一个Java Library Module，命名为xx-complier。用来存放注解处理器。

创建一个继承AbstractProcessor的类LiveDataProcessor。

public class LiveDataProcessor extends AbstractProcessor {
     

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

    @Override
    public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() {
     
        return Collections.singleton(LiveData.class.getCanonicalName());
    }

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
     
        return false;
    }
}

需要实现三个方法，getSupportedSourceVersion 指定支持的Java版本，getSupportedAnnotationTypes指定处理的注解。process是处理注解的地方。

不过这里还需要初始化一些工具，可以重写init 来实现。

 	private Elements elementUtils; // 操作元素的工具类
    private Filer filer;  // 用来创建文件
    private Messager messager; // 用来输出日志、错误或警告信息

    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnv) {
     
        super.init(processingEnv);
        this.elementUtils = processingEnv.getElementUtils();
        this.filer = processingEnv.getFiler();
        this.messager = processingEnv.getMessager();
    }

下面就是重点process了，我们的注解作用范围是类和属性。所以我们需要将同一个类下的注解整理到一起。这里使用getElementsAnnotatedWith循环所有注解元素。

	@Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
     

		for (Element element : roundEnv.getElementsAnnotatedWith(LiveData.class)) {
     
            if (element.getKind() == ElementKind.FIELD) {
     
                handlerField((VariableElement) element); // 表示一个字段
            }
            if (element.getKind() == ElementKind.CLASS) {
     
                handlerClass((TypeElement) element); // 表示一个类或接口
            }
            // ExecutableElement表示某个类或接口的方法
        }
        return true;
    }

	private void handlerClass(TypeElement element) {
     
        ClassEntity classEntity = new ClassEntity(element);
        String className = element.getSimpleName().toString();

        if (classEntityMap.get(className) == null) {
     
            classEntityMap.put(className, classEntity);
        }
    }

    private void handlerField(VariableElement element) {
     
        FieldEntity fieldEntity = new FieldEntity(element);
        String className = fieldEntity.getClassSimpleName();
        if (classEntityMap.get(className) == null) {
     
            classEntityMap.put(className,
                    new ClassEntity((TypeElement) element.getEnclosingElement()));
        }
        ClassEntity classEntity = classEntityMap.get(className);
        classEntity.addFieldEntity(fieldEntity);
    }

上面代码中的element.getKind()获取的是元素种类，对应的基本是上面元注解ElementType的类型。

ElementType	ElementKind	Element
TYPE	CLASS	TypeElement
FIELD	FIELD	VariableElement
METHOD	METHOD	ExecutableElement

下面是封装的简易element，便于实际的使用。

class ClassEntity {
     
    private final TypeElement element;
    private final Name classSimpleName;
    private final Map<String, FieldEntity> fields = new HashMap<>();

    public ClassEntity(TypeElement element) {
     
        this.element = element;
        this.classSimpleName = element.getSimpleName();
    }

    public String getClassSimpleName() {
     
        return classSimpleName.toString();
    }

    public void addFieldEntity(FieldEntity fieldEntity) {
     
        String fieldName = fieldEntity.getElement().toString();
        if (fields.get(fieldName) == null) {
     
            fields.put(fieldName, fieldEntity);
        }
    }

    public TypeElement getElement() {
     
        return element;
    }

    public Map<String, FieldEntity> getFields() {
     
        return fields;
    }
}

class FieldEntity {
     
    private VariableElement element;
    private String classSimpleName;

    public FieldEntity(VariableElement element) {
     
        this.element = element;
        this.classSimpleName = element.getEnclosingElement().getSimpleName().toString();
    }
    public VariableElement getElement() {
     
        return element;
    }

    public String getClassSimpleName() {
     
        return classSimpleName;
    }
}

下面就是使用JavaPoet来生成代码，具体使用见JavaPoet使用攻略。这部分直接上代码：

	private JavaFile brewViewModel(Map.Entry<String, ClassEntity> item) {
     
        ClassEntity classEntity = item.getValue();
        LiveData liveData = classEntity.getElement().getAnnotation(LiveData.class);
        /*类名*/
        String className = classEntity.getElement().getSimpleName().toString() + "ViewModel";

        ClassName viewModelClazz = ClassName.get("androidx.lifecycle", "ViewModel");


        TypeSpec.Builder builder = TypeSpec
                .classBuilder(className)
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .superclass(viewModelClazz);

        // 优先执行类LiveData注解
        if (liveData != null){
     
            TypeName valueTypeName = ClassName.get(classEntity.getElement());
            brewLiveData(classEntity.getClassSimpleName(), valueTypeName, builder);
        }else {
     
            Map<String, FieldEntity> fields = classEntity.getFields();

            for (FieldEntity fieldEntity : fields.values()){
     
                String fieldName = StringUtils.upperCase(fieldEntity.getElement().getSimpleName().toString());
                TypeName valueTypeName = ClassName.get(fieldEntity.getElement().asType());
                brewLiveData(fieldName, valueTypeName, builder);
            }
        }

        TypeSpec typeSpec = builder.build();
        // 指定包名
        return JavaFile.builder("com.zl.weilu.saber.viewmodel", typeSpec).build();
    }

    private void brewLiveData(String fieldName, TypeName valueTypeName, TypeSpec.Builder builder){
     

        String liveDataType;
        ClassName liveDataTypeClassName;

        liveDataType = "m$L = new MutableLiveData<>()";
        liveDataTypeClassName = ClassName.get("androidx.lifecycle", "MutableLiveData");

        ParameterizedTypeName typeName = ParameterizedTypeName.get(liveDataTypeClassName, valueTypeName);

        FieldSpec field = FieldSpec.builder(typeName, "m" + fieldName, Modifier.PRIVATE)
                .build();

        MethodSpec getMethod = MethodSpec
                .methodBuilder("get" + fieldName)
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .returns(field.type)
                .beginControlFlow("if (m$L == null)", fieldName)
                .addStatement(liveDataType, fieldName)
                .endControlFlow()
                .addStatement("return m$L", fieldName)
                .build();

        MethodSpec getValue = MethodSpec
                .methodBuilder("get" + fieldName + "Value")
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .returns(valueTypeName)
                .addStatement("return this.$N().getValue()", getMethod)
                .build();

        MethodSpec setMethod = MethodSpec
                .methodBuilder("set" + fieldName)
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .returns(void.class)
                .addParameter(valueTypeName, "mValue")
                .beginControlFlow("if (this.m$L == null)", fieldName)
                .addStatement("return")
                .endControlFlow()
                .addStatement("this.m$L.setValue(mValue)", fieldName)
                .build();

        MethodSpec postMethod = MethodSpec
                .methodBuilder("post" + fieldName)
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .returns(void.class)
                .addParameter(valueTypeName, "mValue")
                .beginControlFlow("if (this.m$L == null)", fieldName)
                .addStatement("return")
                .endControlFlow()
                .addStatement("this.m$L.postValue(mValue)", fieldName)
                .build();

        builder.addField(field)
                .addMethod(getMethod)
                .addMethod(getValue)
                .addMethod(setMethod)
                .addMethod(postMethod);

    }

输出文件：

 	@Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
     
       ...
        for (Map.Entry<String, ClassEntity> item : classEntityMap.entrySet()) {
     
            try {
     
                brewViewModel(item).writeTo(filer);
            } catch (Exception e) {
     
                messager.printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, e.getMessage(), item.getValue().getElement());
            }
        }
        return true;
    }

3.注册处理器

注册处理器才可以使处理器生效，使用Google开源的AutoService的库。

dependencies {
     
    implementation 'com.squareup:javapoet:1.13.0'
    implementation 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc7'
    annotationProcessor 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc7'
}

然后添加@AutoService注解即可。

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

4.调试注解处理器

项目的gradle.properties中配置：

org.gradle.daemon=true
org.gradle.jvmargs=-agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=5005

接着Run -> Edit Configurations -> 点击左上角加号 -> 选择 Remote -> 指定module（可选）

注意两个端口号一致。然后选择添加的“APT”，点击debug按钮启动。

后面就是打断点，编译项目即可。

5.支持增量编译

Gradle 在 5.0 增加了对 Java 增量编译的支持，通过增量编译，我们能够获得一些优点：

• 更少的编译耗时
• 更少的字节码修改

如果注解处理器没有支持增量编译，那么编译时，会输出以下日志：

w: [kapt] Incremental annotation processing requested, but support is disabled because the following processors are not incremental: com.x.XXProcessor (NON_INCREMENTAL).

Gradle 支持两种注解处理器的增量编译：isolating 和 aggregating。

支持方法是在 META-INF/gradle/incremental.annotation.processors 文件中声明支持增量编译的注解处理器。

xx-complier/src/main/
├── java
│	...
│   └── LiveDataProcessor
└── resources
    └── META-INF
        ├── gradle
        │   └── incremental.annotation.processors
        └── services
            └── javax.annotation.processing.Processor

incremental.annotation.processors内容如下：

com.zl.weilu.saber.compiler.LiveDataProcessor,aggregating

这部分详细内容见 让 Annotation Processor 支持增量编译。

6.使用处理器

添加依赖：

dependencies {
     
    implementation project(':saber-annotation')
    annotationProcessor project(':saber-compiler')
}

首先创建一个类，使用@LiveData注解标记你要保存的数据。

public class SeekBar {
     

    @LiveData
    Integer value;
}

Build – > Make Project 生成代码如下：

public class SeekBarViewModel extends ViewModel {
     
  private MutableLiveData<Integer> mValue;

  public MutableLiveData<Integer> getValue() {
     
    if (mValue == null) {
     
      mValue = new MutableLiveData<>();
    }
    return mValue;
  }

  public Integer getValueValue() {
     
    return getValue().getValue();
  }

  public void setValue(Integer mValue) {
     
    if (this.mValue == null) {
     
      return;
    }
    this.mValue.setValue(mValue);
  }

  public void postValue(Integer mValue) {
     
    if (this.mValue == null) {
     
      return;
    }
    this.mValue.postValue(mValue);
  }
}

至此，我们就完成了一个简单的自定义处理器。

7.参考

• 注解处理器（APT）了解一下

• 详尽的Android编译时注解处理器教程

• 让 Annotation Processor 支持增量编译