Android APT实现，SqInject的实现原理

一、APT技术简介

1、APT定义

APT(Annotation Processing Tool)即注解处理器，是一种处理注解的工具，确切的说它是javac的一个工具，它用来在编译时扫描和处理注解。注解处理器以Java代码作为输入，生成.java文件作为输出

2、注解定义

1、注解是一种能被添加到java代码中的元数据，类、方法、变量、参数和包都可以用注解修饰。

2、注解对于它所修饰的代码没有直接的影响

3、APT原理简介

Annotation processing是在编译阶段执行的，它的原理就是读入Java源代码，解析注解，然后生成新的Java代码。新生成的Java代码最后被编译成Java字节码，注解解析器（Annotation Processor）不能改变读入的Java 类，比如不能加入或删除Java方法

二、APT实战使用

1、SqInject框架来源

在手游发行中，经常需要切包，将游戏接完SDK1的包，通过反编译，替换smali文件及其他资源文件的方式，替换为渠道SDK2的渠道包。在这个反编译回编译的过程中，资源索引ID（即R类和resources.arsc中的ID映射关系）会发生冲突导致程序异常，即不做特殊处理的话，渠道SDK及发行SDK是不能直接使用R类的，要使用getIdentifier获取资源ID

要求在程序中使用getIdentifier，在开发过程中是比较麻烦的事情。在这样的条件下，我们也无法使用如butterknife这样的框架。因此，我们模仿butterknife开发了一套基于getIdentifier的控件注入框架SqInject。下面介绍SqInject的实现，先来看下简单使用哈

2、SqInject的实现原理

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  
 //绑定ID
 @BindView(SqR.id.tv)
 TextView hello;
 
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity_main);
 SqInject.bind(this);
 Log.e("SqInject", hello.getText().toString());
 }
 
 //绑定点击事件
 @OnClick(SqR.id.tv)
 public void click(View view) {
 Intent intent = new Intent(MainActivity.this, TestActivity.class);
 startActivity(intent);
 }
} 

2.1、注解处理器模块实现

上文说到APT常用于生成代码，在SqInject中APT注解处理环节中，流程如下图所示：

在编译过程中扫描注解，生成Java代码，而后再次编译

在SqInject代码中，实现如下：

@AutoService(Processor.class)
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_7)
public class SqInjectProcessor extends AbstractProcessor {
 
 ...
  
 //核心方法
 @Override
 public boolean process(Set set, RoundEnvironment roundEnvironment) {
 //控件类注解解析,ResChecker检查资源id合法性，合法则生成"类名+$ViewBinder类,否则编译失败
 BindViewBuilder bindViewBuilder = new BindViewBuilder(roundEnvironment, mResChecker, mElementUtils, mTypeUtils, mFiler, mMessager);
 bindViewBuilder.build();
 //id类注解解析，ResChecker检查资源id合法性，合法则生成"类名+$IdBinder类",否则编译失败
 BindIdsBuilder bindIdsBuilder = new BindIdsBuilder(roundEnvironment, mResChecker, mElementUtils, mTypeUtils, mFiler, mMessager);
 bindIdsBuilder.build();
 return false;
 }


} 

在生成控件注入相关代码之前，框架中会先检测资源id的合法性，本框架中在使用注解时，传入的是字符串。可资源名称是有可能不存在对应资源的，框架会做相应的检测

2.2、资源检测

Android编译资源过程中，会生成R类，也就是说只有在R类中存在的，用getIdentifier才能够获取到，那么我们可以用R类来检测传入的参数是否合理，代码如下：

/**
 * 检测资源id在R文件中是否存在
 * @param name
 * @param type
 * @return
 */
 public boolean isIdValid(String name, String type) {
 String RClassName = mPackageNeme + ".R." + type;
 TypeElement RClassType = mElementUtils.getTypeElement(RClassName);
 if (RClassType == null) {
 mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, RClassName + "不存在，请检查是否包名有误，或者类型错误");
 } else {
 //遍历属性
 for (Element element : RClassType.getEnclosedElements()) {
 String fieldName = element.getSimpleName().toString();
 if (name.equals(fieldName)) {
 return true;
 }
 }
 }
 return false;
 } 

2.3、解析注解，生成代码

以解析BindView为例，代码如下：

/**
 * 解析BindView注解
 * @return
 */
 private Map> parseBindView(){
 Set elements = (Set) mRoundEnvironment.getElementsAnnotatedWith(BindView.class);
 if (!Utils.isEmpty(elements)) {
 Map> map = new HashMap<>();
 for (Element element : elements) {
 if (element instanceof VariableElement) {
 //获取该属性所在类
 TypeElement targetElement = (TypeElement) element.getEnclosingElement();
 mTargetSet.add(targetElement);
 if (map.get(targetElement) == null) {
 List targetStringLists = new ArrayList<>();
 targetStringLists.add((VariableElement) element);
 map.put(targetElement, targetStringLists);
 } else {
 map.get(targetElement).add((VariableElement) element);
 }
 }
 }
 return map;
 }
 return null;
 } 

解析完BindView注解后，使用javapoet生成代码,篇幅有限，下面仅列出获取参数和生成代码的一小部分

if (mBindViewIdTargetMap != null && mBindViewIdTargetMap.get(targetElement) != null) {
 List viewElements = mBindViewIdTargetMap.get(targetElement);
 //方法体
 for (VariableElement viewElement : viewElements) {
 //获取属性名
 String fieldName = viewElement.getSimpleName().toString();
 //获取类型
 TypeMirror typeMirror = viewElement.asType();
 TypeElement fieldClassElement = (TypeElement) mTypeUtils.asElement(typeMirror);
 mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "注解的字段类型为: " + fieldClassElement.getQualifiedName().toString());
 TypeElement fieldType = mElementUtils.getTypeElement(fieldClassElement.getQualifiedName());
 ClassName fieldClassName = ClassName.get(fieldType);
 //获取@BindView注解的值,即名称
 String name = viewElement.getAnnotation(BindView.class).value();
 //检测名称是否合法
 if(!mResChecker.isIdValid(name, "id")){
 mMessager.printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, "R文件中不存在id为" + name + "的值");
 }
 methodBuilder.addStatement("target.$N = $T.findRequiredViewAsType(source, $S, $S, $T.class)", fieldName, JptConstants.UTILS, name, "field " + fieldName,fieldClassName);
 }
 } 

小小总结一下，在注解处理器中，最重要的两个环节，一个是解析注解，获取参数，然后是利用javapoet框架生成代码

下面看下生成的代码

public class MainActivity$ViewBinder implements ViewBinder {
 @Override
 public void bindView(final MainActivity target, final View source) {
 //这里就是上面的代码生成的
 target.hello = ViewUtils.findRequiredViewAsType(source, "tv", "field hello", TextView.class);
 IdUtils.findViewByName("tv", source).setOnClickListener(new DebouncingOnClickListener() {
 public void doClick(View v) {
 target.click(v);
 }
 } );
 }
} 

到这里，就介绍完了使用APT生成代码了更多Android开发的进阶技术，可以参考《Android核心技术手册》点击可查看详细类目。