ARouter原理解析之仿ARouter自定义路由框架

ARouter是什么？

ARouter是阿里开源的一款android路由框架，帮助 Android App 进行组件化改造的路由框架 —— 支持模块间的路由、通信、解耦；结合路由可以实现组件化。

ARouter接入指北

完整Arouter接入指南，ARouter重度用户可以跳过，直接往后看

第一步，根build.gradle设置使用arouter-register

apply plugin: 'com.alibaba.arouter'
buildscript {
    repositories {
        mavenCentral()
    }
    dependencies {
        classpath "com.alibaba:arouter-register:?"
    }
}

第二步，创建baselib，并加入dependencies

api 'com.alibaba:arouter-api:x.x.x'

第三步，创建组件module，例如login 或者setting 组件

android {
    defaultConfig {
        ...
        javaCompileOptions {
            annotationProcessorOptions {
                arguments = [AROUTER_MODULE_NAME: project.getName()]
            }
        }
    }
}

dependencies {
    // 替换成最新版本, 需要注意的是api
    // 要与compiler匹配使用，均使用最新版可以保证兼容
    //compile 'com.alibaba:arouter-api:x.x.x' 此移动到baselib中
    api project(path: ':baselib')
    annotationProcessor 'com.alibaba:arouter-compiler:x.x.x'
    ...
}

第四步，通过注解@Route 注册页面

// 在支持路由的页面上添加注解(必选)
// 这里的路径需要注意的是至少需要有两级，/xx/xx
@Route(path = "/test/activity")
public class YourActivity extend Activity {
    ...
}

第五步，初始化

if (isDebug()) {           // 这两行必须写在init之前，否则这些配置在init过程中将无效
    ARouter.openLog();     // 打印日志
    ARouter.openDebug();   // 开启调试模式(如果在InstantRun模式下运行，必须开启调试模式！线上版本需要关闭,否则有安全风险)
}
ARouter.init(mApplication); // 尽可能早，推荐在Application中初始化

第六步，使用ARouter

ARouter.getInstance().build("/test/activity").navigation();

ARouter比传统Intent有哪些优点

传统intent的优点

轻量
简单

传统intent的缺点

跳转过程无法控制，一旦调用了startActivity(Intent)便交由系统执行，中间过程无法插手
跳转失败无法捕获、降级，出现问题直接抛出异常
显示Intent中因为存在直接的类依赖关系，导致耦合严重

startActivity(new Intent(MainActivity.this, LoginActivity.class));//强依赖LoginActivity

隐式Intent中会出现规则集中式的管理，导致协作困难，都需要在Manifest中进行配置，导致扩展性比较差

//隐式 比 显式更强一点，可以在两个无关子module 之间跳转，由于显式无法引入包，所以无法完成跳转
Intent intent = new Intent();
intent.setClassName(MainActivity.this,"com.cnn.loginplugin.ui.login.LoginActivity");//设置包路径
startActivity(intent);

ARouter优点

模块间通信(后面讲原理)
支持url 跳转 build("/test/activity").navigation()
支持拦截器

// 比较经典的应用就是在跳转过程中处理登陆事件，这样就不需要在目标页重复做登陆检查
// 拦截器会在跳转之间执行，多个拦截器会按优先级顺序依次执行
@Interceptor(priority = 8, name = "测试用拦截器")
public class TestInterceptor implements IInterceptor {
    @Override
    public void process(Postcard postcard, InterceptorCallback callback) {
    ...
    callback.onContinue(postcard);  // 处理完成，交还控制权
    // callback.onInterrupt(new RuntimeException("我觉得有点异常"));      // 觉得有问题，中断路由流程

    // 以上两种至少需要调用其中一种，否则不会继续路由
    }

    @Override
    public void init(Context context) {
    // 拦截器的初始化，会在sdk初始化的时候调用该方法，仅会调用一次
    }
}

参数注入，@Autowired注解实现，更方便，需要配合ARouter.getInstance().inject(this);一起使用

      @Autowired
    public String name;
    @Autowired
    int age;
    // 通过name来映射URL中的不同参数
    @Autowired(name = "girl") 
    boolean boy;
    // 支持解析自定义对象，URL中使用json传递
    @Autowired
    TestObj obj;
// 使用 withObject 传递 List 和 Map 的实现了
    // Serializable 接口的实现类(ArrayList/HashMap)
    // 的时候，接收该对象的地方不能标注具体的实现类类型
    // 应仅标注为 List 或 Map，否则会影响序列化中类型
    // 的判断, 其他类似情况需要同样处理        
    @Autowired
    List list;
    @Autowired
    Map> map;

支持外部url 跳转

简单demo，github做简单静态界面服务器，并部署到https://oslanka.github.io/statichtml.github.io/，手机浏览器打开，并点击href实现html打通原生，按道理来说，所有未拦截的ARouter路径，均可被web浏览器跳转，html代码如下：



测试跳转 
跳转登录android-ARouter
跳转登录android-ARouter 带参数
跳转android-ARouter 设置界面
跳转android-ARouter 设置界面
跳转android-ARouter 错误路径

关于拦截器

拦截器(拦截跳转过程，面向切面编程)
什么是面向切面编程AOP？AOP为Aspect Oriented Programming的缩写，意为：面向切面编程，通过预编译方式和运行期间动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续，是软件开发中的一个热点，也是Spring框架中的一个重要内容，是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低，提高程序的可重用性，同时提高了开发的效率

// 拦截器会在跳转之前执行，多个拦截器会按优先级顺序依次执行
@Interceptor(priority = 8, name = "测试用拦截器")
public class TestInterceptor implements IInterceptor {
    @Override
    public void process(Postcard postcard, InterceptorCallback callback) {
    ...
    callback.onContinue(postcard);  // 处理完成，交还控制权
    // callback.onInterrupt(new RuntimeException("我觉得有点异常"));      // 觉得有问题，中断路由流程

    // 以上两种至少需要调用其中一种，否则不会继续路由
    }

    @Override
    public void init(Context context) {
    // 拦截器的初始化，会在sdk初始化的时候调用该方法，仅会调用一次
    }
}

动态路由

动态注册路由信息适用于部分插件化架构的App以及需要动态注册路由信息的场景，可以通过 ARouter 提供的接口实现动态注册路由信息，目标页面和服务可以不标注 @Route 注解，注意：同一批次仅允许相同 group 的路由信息注册

ARouter.getInstance().addRouteGroup(new IRouteGroup() {
        @Override
        public void loadInto(Map atlas) {
            atlas.put("/dynamic/activity",      // path
                RouteMeta.build(
                    RouteType.ACTIVITY,         // 路由信息
                    TestDynamicActivity.class,  // 目标的 Class
                    "/dynamic/activity",        // Path
                    "dynamic",                  // Group, 尽量保持和 path 的第一段相同
                    0,                          // 优先级，暂未使用
                    0                           // Extra，用于给页面打标
                )
            );
        }
    });

ARouter详细API


// 构建标准的路由请求，并指定分组
ARouter.getInstance().build("/home/main", "ap").navigation();
// 构建标准的路由请求，通过Uri直接解析
Uri uri;
ARouter.getInstance().build(uri).navigation();

// 构建标准的路由请求，startActivityForResult
// navigation的第一个参数必须是Activity，第二个参数则是RequestCode
ARouter.getInstance().build("/home/main", "ap").navigation(this, 5);

// 指定Flag
ARouter.getInstance()
    .build("/home/main")
    .withFlags();
    .navigation();

// 获取Fragment
Fragment fragment = (Fragment) ARouter.getInstance().build("/test/fragment").navigation();
                    
// 对象传递
ARouter.getInstance()
    .withObject("key", new TestObj("Jack", "Rose"))
    .navigation();

// 使用绿色通道(跳过所有的拦截器)
ARouter.getInstance().build("/home/main").greenChannel().navigation();

原理探索

ARouter.init 时，通过获取/data/app/包名/base.apk来筛选出ARouter生成的类，如下图。

image
对于Activity类型，跳转ARouter.getInstance().build("/login/login").navigation();，最终执行的是，如下：

**
     * Start activity
     *
     * @see ActivityCompat
     */
    private void startActivity(int requestCode, Context currentContext, Intent intent, Postcard postcard, NavigationCallback callback) {
        if (requestCode >= 0) {  // Need start for result
            if (currentContext instanceof Activity) {//启动context 为Activity
                ActivityCompat.startActivityForResult((Activity) currentContext, intent, requestCode, postcard.getOptionsBundle());
            } else {
              // 启动context 为Application 时，不支持requestCode
                logger.warning(Consts.TAG, "Must use [navigation(activity, ...)] to support [startActivityForResult]");
            }
        } else {//启动context 为Application
            ActivityCompat.startActivity(currentContext, intent, postcard.getOptionsBundle());
        }

        if ((-1 != postcard.getEnterAnim() && -1 != postcard.getExitAnim()) && currentContext instanceof Activity) {    // Old version.
            ((Activity) currentContext).overridePendingTransition(postcard.getEnterAnim(), postcard.getExitAnim());
        }

        if (null != callback) { // Navigation over.
            callback.onArrival(postcard);
        }
    }

两个无关的module 如何跳转的呢？我们发现最终执行startActivity时，所用的context为Application，思路是这样的，子module启动另外无关子module时，将执行权，交还给主进程/主程序去处理

image

打开生成路由文档,AROUTER_GENERATE_DOC="enable",会生成arouter-map-of-xx.json和3个java文件

// 更新 build.gradle, 添加参数 AROUTER_GENERATE_DOC = enable
// 生成的文档路径 : build/generated/ap_generated_sources/(debug or release)/com/alibaba/android/arouter/docs/arouter-map-of-${moduleName}.json
android {
    defaultConfig {
        ...
        javaCompileOptions {
            annotationProcessorOptions {
                arguments = [AROUTER_MODULE_NAME: project.getName(), AROUTER_GENERATE_DOC: "enable"]
            }
        }
    }
}
//ARouter映射关系如何生成？Generated出三个文件
//ARouter$$Group$$login
//ARouter$$Providers$$loginplugin
//ARouter$$Root$$loginplugin

image

    atlas.put("/login/login", RouteMeta.build(RouteType.ACTIVITY, LoginActivity.class, "/login/login", "login", new java.util.HashMap(){{put("password", 8); put("username", 8); }}, -1, -2147483648));

//map 存映射关系
//static Map routes = new HashMap<>();

以上三个文件是如何生成的呢？APT是Annotation Processing Tool的简称,即注解处理工具，apt是在编译期对代码中指定的注解进行解析，然后做一些其他处理（如通过javapoet生成新的Java文件）ARouter使用了两个库auto-service javapoet，来实现从注解到代码的注入，其中auto-service为注解处理器的库，javapoet为代码生成器

image

通过例子了解APT

首先我们了解一下元注解，meta-annotation（元注解）

@Target

  TYPE, // 类、接口、枚举类 
  FIELD, // 成员变量（包括：枚举常量）
  METHOD, // 成员方法
  PARAMETER, // 方法参
  CONSTRUCTOR, // 构造方法
  LOCAL_VARIABLE, // 局部变量
  ANNOTATION_TYPE, // 注解类
  PACKAGE, // 可用于修饰：包
  TYPE_PARAMETER, // 类型参数，JDK 1.8 新增
  TYPE_USE // 使用类型的任何地方，JDK 1.8 新增
  ```

-  @Retention

```java
  SOURCE,    只在本编译单元的编译过程中保留，并不写入Class文件中。
  CLASS,       在编译的过程中保留并且会写入Class文件中,但是JVM在加载类的时候不需要将其加载为运行时可见的（反射可见）的注解==是JVM在加载类时反射不可见。
  RUNTIME   在编译过程中保留，会写入Class文件，并且JVM加载类的时候也会将其加载为反射可见的注解。
  ```

-  @Documented 注解的作用是：描述在使用 javadoc 工具为类生成帮助文档时是否要保留其注解信息.

-  @Inherited 注解的作用是：使被它修饰的注解具有继承性（如果某个类使用了被@Inherited修饰的注解，则其子类将自动具有该注解）

- 通过元注解我们定义自己的注解

- [AutoService 注解处理器](https://github.com/google/auto/tree/master/service)

      注解处理器是一个在javac中的，用来编译时扫描和处理的注解的工具。你可以为特定的注解，注册你自己的注解处理器。到这里，我假设你已经知道什么是注解，并且知道怎么申明的一个注解类型。

一个注解的注解处理器，以Java代码（或者编译过的字节码）作为输入，生成文件（通常是.java文件）作为输出。

- 虚处理器`AbstractProcessor`
- `init(ProcessingEnvironment env)`: 【核心】
  每一个注解处理器类都必须有一个空的构造函数。然而，这里有一个特殊的init()方法，它会被注解处理工具调用，并输入`ProcessingEnviroment`参数。`ProcessingEnviroment`提供很多有用的工具类`Elements`,`Types`和`Filer`
- `process(Set< ? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment env)`:【核心】
  这相当于每个处理器的主函数main()。你在这里写你的扫描、评估和处理注解的代码，以及生成Java文件
- `getSupportedAnnotationTypes()`
  这里你必须指定，这个注解处理器是注册给哪个注解的
- `getSupportedSourceVersion()`
  用来指定你使用的Java版本。通常这里返回`SourceVersion.latestSupported()`

- APT 所用的代码生成器：**[JavaPoet](https://github.com/square/javapoet)** is a Java API for generating `.java` source files.（JavaPoet 是一个java api ，为了生成 .java源文件的）

- 官方helloworld

```java
MethodSpec main = MethodSpec.methodBuilder("main")
  .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.STATIC)
  .returns(void.class)
  .addParameter(String[].class, "args")
  .addStatement("$T.out.println($S)", System.class, "Hello, JavaPoet!")
  .build();

TypeSpec helloWorld = TypeSpec.classBuilder("HelloWorld")
  .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
  .addMethod(main)
  .build();

JavaFile javaFile = JavaFile.builder("com.example.helloworld", helloWorld)
  .build();

javaFile.writeTo(System.out);

通过以上可生成以下java 文件

package com.example.helloworld;

public final class HelloWorld {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello, JavaPoet!");
  }
}

JavaPoet 主要api

- JavaFile 用于构造输出包含一个顶级类的Java文件 
- TypeSpec 生成类，接口，或者枚举  
- MethodSpec 生成构造函数或方法 
- FieldSpec 生成成员变量或字段 
- ParameterSpec  用来创建参数  
- AnnotationSpec 用来创建注解

JavaPoet 主要占位符

- $L(for Literals) 执行结构的字符或常见类型，或TypeSpec, $S(for Strings) 字符, $T(for Types) 类, $N(for Names) 方法 等标识符
  $L>$S
//1.Pass an argument value for each placeholder in the format string to `CodeBlock.add()`. In each example, we generate code to say "I ate 3 tacos"
CodeBlock.builder().add("I ate $L $L", 3, "tacos")
 //2.When generating the code above, we pass the hexDigit() method as an argument to the byteToHex() method using $N:
  MethodSpec byteToHex = MethodSpec.methodBuilder("byteToHex")
    .addParameter(int.class, "b")
    .returns(String.class)
    .addStatement("char[] result = new char[2]")
    .addStatement("result[0] = $N((b >>> 4) & 0xf)", hexDigit)
    .addStatement("result[1] = $N(b & 0xf)", hexDigit)
    .addStatement("return new String(result)")
    .build();
//=======================
public String byteToHex(int b) {
  char[] result = new char[2];
  result[0] = hexDigit((b >>> 4) & 0xf);
  result[1] = hexDigit(b & 0xf);
  return new String(result);
}

//$T for Types
//We Java programmers love our types: they make our code easier to understand. And JavaPoet is on board. It has rich built-in support for types, including automatic generation of import statements. Just use $T to reference types:
.addStatement("return new $T()", Date.class)== return new Date();

实战-自定义简易版路由-CRouter

新建name-annotation javaLib，定义CRoute注解

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface CRoute {
    String path();
}

新建name-compiler javaLib

1.
dependencies {
    implementation project(path: ':TestRouter-annotation')
    annotationProcessor 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc7'
    compileOnly 'com.google.auto.service:auto-service-annotations:1.0-rc7'

    implementation 'com.squareup:javapoet:1.8.0'
}
2.@AutoService(Processor.class)
public class TestRouteProcessor extends AbstractProcessor {
  @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnvironment) {
        super.init(processingEnvironment);
       //dosomething
    }
   @Override
    public boolean process(Set set, RoundEnvironment roundEnvironment) {
      //dosomething
    }
}

业务module执行顺序如下

 1. annotationProcessor project(':TestRouter-compiler')
implementation project(':TestRouter-annotation')
2.添加注解@CRoute(path = "/csetting/csetting")
3.编译运行
4.业务module apt 生成的java 文件，如下：
public final class C$csettingC$csettingHelloWorld {
  public static String holder = "/csetting/csetting:com.cnn.settingplugin.SettingsActivity";

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello, JavaPoet!");
  }
}

参考ARouter-init 方法，写出我们CRouter-init

 /**
     * Init, it must be call before used router.
     */
    public static void init(Application application) {
        if (!hasInit) {
            CRouter.application=application;
            hasInit=true;
            try {
                getFileNameByPackageName(application, ROUTE_ROOT_PAKCAGE);
            } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

利用反射获取到注解对应映射关系，并参考ARouter存入HashMap

image
通过隐式启动Activity模拟跳转

image
到此我们模拟出简易版本的ARouter，完整自定义CRouter

/**
 * Created by caining on 7/29/21 16:09
 * E-Mail Address：[email protected]
 */
public class CRouter {
    private volatile static CRouter instance = null;
    private volatile static boolean hasInit = false;
    private static Application application;
    public static final String ROUTE_ROOT_PAKCAGE = "com.cnn.crouter";
    private static Map mapHolder = new HashMap<>();

    /**
     * Init, it must be call before used router.
     */
    public static void init(Application application) {
        if (!hasInit) {
            CRouter.application=application;
            hasInit=true;
            try {
                getFileNameByPackageName(application, ROUTE_ROOT_PAKCAGE);
            } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

    /**
     * Get instance of router. A
     * All feature U use, will be starts here.
     */
    public static CRouter getInstance() {
        if (!hasInit) {
            throw new InitException("ARouter::Init::Invoke init(context) first!");
        } else {
            if (instance == null) {
                synchronized (CRouter.class) {
                    if (instance == null) {
                        instance = new CRouter();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }


    public void navigation(String path) {
         startActivity(path);
    }

    private void startActivity(String path) {
        String classPath
                = mapHolder.get(path);
        if (!TextUtils.isEmpty(classPath)) {
            Intent intent = new Intent();
            intent.setClassName(application, classPath);//设置包路径
            ActivityCompat.startActivity(application, intent, null);
        }else {
            Toast.makeText(application, "路径空啦", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }


    /**
     * 通过指定包名，扫描包下面包含的所有的ClassName
     *
     * @param context     U know
     * @param packageName 包名
     * @return 所有class的集合
     */
    private static Set getFileNameByPackageName(Context context, final String packageName) throws PackageManager.NameNotFoundException, IOException, InterruptedException {
        final Set classNames = new HashSet<>();

        List paths = getSourcePaths(context);
        final CountDownLatch parserCtl = new CountDownLatch(paths.size());

        for (final String path : paths) {
            DefaultPoolExecutor.getInstance().execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    DexFile dexfile = null;

                    try {
                        if (path.endsWith("EXTRACTED_SUFFIX")) {
                            //NOT use new DexFile(path), because it will throw "permission error in /data/dalvik-cache"
                            dexfile = DexFile.loadDex(path, path + ".tmp", 0);
                        } else {
                            dexfile = new DexFile(path);
                        }

                        Enumeration dexEntries = dexfile.entries();
                        while (dexEntries.hasMoreElements()) {
                            String className = dexEntries.nextElement();
                            if (className.startsWith(packageName)) {
                                classNames.add(className);
                                try {
                                    Class clazz = Class.forName(className);
                                    Object obj = clazz.newInstance();
                                    Field field03 = clazz.getDeclaredField("holder"); // 获取属性为id的字段
                                    String value= (String) field03.get(obj);
                                    String[] split = value.split(":");
                                    if (split!=null&&split.length==2) {
                                        mapHolder.put(split[0],split[1]);
                                    }
                                    Log.i("test-->",mapHolder.toString());
                                } catch (ClassNotFoundException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                } catch (IllegalAccessException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                } catch (InstantiationException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                } catch (SecurityException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                } catch (NoSuchFieldException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                } catch (IllegalArgumentException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                }
                            }
                        }
                    } catch (Throwable ignore) {
                        Log.e("ARouter", "Scan map file in dex files made error.", ignore);
                    } finally {
                        if (null != dexfile) {
                            try {
                                dexfile.close();
                            } catch (Throwable ignore) {
                            }
                        }

                        parserCtl.countDown();
                    }
                }
            });
        }

        parserCtl.await();

        return classNames;
    }
    private static List getSourcePaths(Context context) throws PackageManager.NameNotFoundException, IOException {
        ApplicationInfo applicationInfo = context.getPackageManager().getApplicationInfo(context.getPackageName(), 0);
        List sourcePaths = new ArrayList<>();
        sourcePaths.add(applicationInfo.sourceDir); //add the default apk path
        return sourcePaths;
    }
}

总结

ARouter使用指南
ARouter拦截器
SchemeFilte 实现外部html 跳转Native，打通WEB&Native
了解 JavaPoet &AutoService 注解处理器 apt原理
写出简易版CRouter，通过实战我们了解ARouter实现原理
项目demo地址

问题

除了ARouter，你知道利用apt 实现的框架都有哪些？
ARouter有没有什么缺点？

引用

https://github.com/alibaba/ARouter
https://github.com/square/javapoet
https://github.com/google/auto
https://github.com/Oslanka/statichtml.github.io
https://github.com/Oslanka/ArouterDemo

ARouter原理解析之仿ARouter自定义路由框架

ARouter是什么？

ARouter接入指北

ARouter比传统Intent有哪些优点

传统intent的优点

传统intent的缺点

ARouter优点

关于拦截器

动态路由

ARouter详细API

原理探索

通过例子了解APT

首先我们了解一下元注解，meta-annotation（元注解）

实战-自定义简易版路由-CRouter

总结

问题

引用

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