Android注解快速入门和实用解析

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作者 恋猫月亮
2017.07.03 08:21 字数 2372

文章较长,欢迎收藏后浅斟慢酌。主要介绍和分析了 RUNTIMECLASS 下两种注解的使用,也欢迎讨论留言。


首先什么是注解?@Override就是注解,它的作用是:

  1、检查是否正确的重写了父类中的方法。
  2、标明代码,这是一个重写的方法。

1、体现在于:检查子类重写的方法名与参数类型是否正确;检查方法private/final/static等不能被重写。实际上@Override对于应用程序并没有实际影响,从它的源码中可以出来。
2、主要是表现出代码的可读性。


Override

  作为Android开发中熟知的注解,Override只是注解的一种体现,更多时候,注解还有以下作用:

  • 降低项目的耦合度。
  • 自动完成一些规律性的代码。
  • 自动生成java代码,减轻开发者的工作量。

一、注解基础快读

1、元注解

 元注解是由java提供的基础注解,负责注解其它注解,如上图Override被@Target@Retention修饰,它们用来说明解释其它注解,位于sdk/sources/android-25/java/lang/annotation路径下。

元注解有:

  • @Retention:注解保留的生命周期
  • @Target:注解对象的作用范围。
  • @Inherited:@Inherited标明所修饰的注解,在所作用的类上,是否可以被继承。
  • @Documented:如其名,javadoc的工具文档化,一般不关心。
@Retention

  Retention说标明了注解被生命周期,对应RetentionPolicy的枚举,表示注解在何时生效:

  • SOURCE:只在源码中有效,编译时抛弃,如上面的@Override

  • CLASS:编译class文件时生效。

  • RUNTIME:运行时才生效。

  如下图X1com.android.support:support-annotations中的Nullable注解,会在编译期判断,被注解的参数是否会空,具体后续分析。


图X1
@Target

  Target标明了注解的适用范围,对应ElementType枚举,明确了注解的有效范围。

  • TYPE:类、接口、枚举、注解类型。
  • FIELD:类成员(构造方法、方法、成员变量)。
  • METHOD:方法。
  • PARAMETER:参数。
  • CONSTRUCTOR:构造器。
  • LOCAL_VARIABLE:局部变量。
  • ANNOTATION_TYPE:注解。
  • PACKAGE:包声明。
  • TYPE_PARAMETER:类型参数。
  • TYPE_USE:类型使用声明。

  如上图X1所示,@Nullable可用于注解方法,参数,类成员,注解,包声明中,常用例子如下所示:

 /**
   * Nullable表明
   * bind方法的参数target和返回值Data可以为null
   */
  @Nullable 
  public static Data bind(@Nullable Context target) {
    //do someThing and return
    return bindXXX(target);
  }
@Inherited

  注解所作用的类,在继承时默认无法继承父类的注解。除非注解声明了 @Inherited。同时Inherited声明出来的注,只对类有效,对方法/属性无效。

  如下方代码,注解类@AInherited声明了Inherited ,而注解BNotInherited 没有,所在在它们的修饰下:

  • 类Child继承了父类Parent的@AInherited,不继承@BNotInherited
  • 重写的方法testOverride()不继承Parent的任何注解;
  • testNotOverride()因为没有被重写,所以注解依然生效。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Inherited  
public @interface AInherited {  
    String value();  
}  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
public @interface BNotInherited {  
    String value();  
}  

@AInherited("Inherited")  
@BNotInherited("没Inherited")  
public class Parent {  

    @AInherited("Inherited")  
    @BNotInherited("没Inherited")  
    public void testOverride(){  

    }  
    @AInherited("Inherited")  
    @BNotInherited("没Inherited")  
    public void testNotOverride(){
    }
}  

/**
  * Child继承了Parent的AInherited注解
  * BNotInherited因为没有@Inherited声明,不能被继承
  */
public class Child extends Parent {  

  /**
   * 重写的testOverride不继承任何注解
   * 因为Inherited不作用在方法上
   */
    @Override  
    public void testOverride() {  
    }  

  /**
   * testNotOverride没有被重写
   * 所以注解AInherited和BNotInherited依然生效。
   */
}

2、自定义注解

2.1 运行时注解

  了解了元注解后,看看如何实现和使用自定义注解。这里我们简单介绍下运行时注解RUNTIME,编译时注解CLASS留着后面分析。

  首先,创建一个注解遵循: public @interface 注解名 {方法参数},如下方@getViewTo注解:

@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface getViewTo {
    int value() default  -1;
}

  然后如下方所示,我们将注解描述在Activity的成员变量mTvmBtn中,在App运行时,通过反射将findViewbyId得到的控件,注入到mTvmBtn中。

  是不是很熟悉,有点ButterKnife的味道?当然,ButterKnife比这个高级多,毕竟反射多了影响效率,不过我们明白了,可以通过注解来注入和创建对象,这样可以在一定程度节省代码量。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @getViewTo(R.id.textview)
    private TextView mTv;

    @getViewTo(R.id.button)
    private Button mBtn;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //通过注解生成View;
        getAllAnnotationView();
    }

    /**
     * 解析注解,获取控件
     */
    private void getAllAnnotationView() {
        //获得成员变量
        Field[] fields = this.getClass().getDeclaredFields();

        for (Field field : fields) {
          try {
            //判断注解
            if (field.getAnnotations() != null) {
              //确定注解类型
              if (field.isAnnotationPresent(GetViewTo.class)) {
                //允许修改反射属性
                field.setAccessible(true);
                GetViewTo getViewTo = field.getAnnotation(GetViewTo.class);
                //findViewById将注解的id,找到View注入成员变量中
                field.set(this, findViewById(getViewTo.value()));
              }
            }
          } catch (Exception e) {
          }
        }
      }


}
2.2 编译时注解

  运行时注解RUNTIME如上2.1所示,大多数时候实在运行时使用反射来实现所需效果,这很大程度上影响效率,如果BufferKnife的每个View注入不可能如何实现。实际上,ButterKnife使用的是编译时注解CLASS,如下图X2.2,是ButterKnife的@BindView注解,它是一个编译时注解,在编译时生成对应java代码,实现注入


图X2.2

  说到编译时注解,就不得不说注解处理器 AbstractProcessor,如果你有注意,一般第三方注解相关的类库,如bufferKnike、ARouter,都有一个Compiler命名的Module,如下图X2.3,这里面一般都是注解处理器,用于编译时处理对应的注解。

  注解处理器(Annotation Processor)是javac的一个工具,它用来在编译时扫描和处理注解(Annotation)。你可以对自定义注解,并注册相应的注解处理器,用于处理你的注解逻辑。


图X2.3

  如下所示,实现一个自定义注解处理器,至少重写四个方法,并且注册你的自定义Processor,详细可参考下方代码CustomProcessor

  • @AutoService(Processor.class),谷歌提供的自动注册注解,为你生成注册Processor所需要的格式文件(com.google.auto相关包)。

  • init(ProcessingEnvironment env),初始化处理器,一般在这里获取我们需要的工具类。

  • getSupportedAnnotationTypes(),指定注解处理器是注册给哪个注解的,返回指定支持的注解类集合。

  • getSupportedSourceVersion() ,指定java版本。

  • process(),处理器实际处理逻辑入口。

@AutoService(Processor.class)
public class CustomProcessor extends AbstractProcessor {

    /**
     * 注解处理器的初始化
     * 一般在这里获取我们需要的工具类
     * @param processingEnvironment 提供工具类Elements, Types和Filer
     */
    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment env){ 
        super.init(env);
        //Element代表程序的元素,例如包、类、方法。
        mElementUtils = env.getElementUtils();

        //处理TypeMirror的工具类,用于取类信息
        mTypeUtils = env.getTypeUtils();

         //Filer可以创建文件
        mFiler = env.getFiler();

        //错误处理工具
        mMessages = env.getMessager();
    }

    /**
     * 处理器实际处理逻辑入口
     * @param set
     * @param roundEnvironment 所有注解的集合
     * @return 
     */
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annoations, 
      RoundEnvironment env) {
        //do someThing
    }

    //指定注解处理器是注册给哪个注解的,返回指定支持的注解类集合。
    @Override
    public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() { 
          Set<String> sets = new LinkedHashSet<String>();

          //大部分class而已getName、getCanonicalNam这两个方法没有什么不同的。
          //但是对于array或内部类等就不一样了。
          //getName返回的是[[Ljava.lang.String之类的表现形式,
          //getCanonicalName返回的就是跟我们声明类似的形式。
          sets(BindView.class.getCanonicalName());

          return sets;
    }

    //指定Java版本,一般返回最新版本即可
    @Override
    public SourceVersion getSupportedSourceVersion() {
        return SourceVersion.latestSupported();
    }

}

  首先,我们梳理下一般处理器处理逻辑:

  • 1、遍历得到源码中,需要解析的元素列表。
  • 2、判断元素是否可见和符合要求。
  • 3、组织数据结构得到输出类参数。
  • 4、输入生成java文件。
  • 5、错误处理。

  然后,让我们理解一个概念:Element,因为它是我们获取注解的基础。

  Processor处理过程中,会扫描全部Java源码,代码的每一个部分都是一个特定类型的Element,它们像是XML一层的层级机构,比如类、变量、方法等,每个Element代表一个静态的、语言级别的构件,如下方代码所示。

package android.demo; // PackageElement

// TypeElement
public class DemoClass {

    // VariableElement
    private boolean mVariableType;

    // VariableElement
    private VariableClassE m VariableClassE;

    // ExecuteableElement
    public DemoClass () {
    }

    // ExecuteableElement
    public void resolveData (Demo data   //TypeElement ) {
    }
}

  其中,Element代表的是源代码,而TypeElement代表的是源代码中的类型元素,例如类。然而,TypeElement并不包含类本身的信息。你可以从TypeElement中获取类的名字,但是你获取不到类的信息,例如它的父类。这种信息需要通过TypeMirror获取。你可以通过调用elements.asType()获取元素的TypeMirror

  1、知道了Element,我们就可以通过process 中的RoundEnvironment去获取,扫描到的所有元素,如下图X2.4,通过env.getElementsAnnotatedWith,我们可以获取被@BindView注解的元素的列表,其中validateElement校验元素是否可用。


图X2.4

  2、因为env.getElementsAnnotatedWith返回的,是所有被注解了@ BindView的元素的列表。所以有时候我们还需要走一些额外的判断,比如,检查这些Element是否是一个类:

  @Override
  public boolean process(Set<? extends TypeElement> an, RoundEnvironment env) {
    for (Element e : env.getElementsAnnotatedWith(BindView.class)) {
      // 检查元素是否是一个类
      if (ae.getKind() != ElementKind.CLASS) {
            ...
      }
   }
   ...
}

  3、javapoet (com.squareup:javapoet)是一个根据指定参数,生成java文件的开源库,有兴趣了解javapoet的可以看下javapoet——让你从重复无聊的代码中解放出来,在处理器中,按照参数创建出 JavaFile之后,通Filer利用javaFile.writeTo(filer);就可以生成你需要的java文件。

  4、错误处理,在处理器中,我们不能直接抛出一个异常,因为在process()中抛出一个异常,会导致运行注解处理器的JVM崩溃,导致跟踪栈信息十分混乱。因此,注解处理器就有一个Messager类,一般通过messager.printMessage( Diagnostic.Kind.ERROR, StringMessage, element)即可正常输出错误信息。

  至此,你的注解处理器完成了所有的逻辑。可以看出,编译时注解实在编译时生成java文件,然后将生产的java文件注入到源码中,在运行时并不会像运行时注解一样,影响效率和资源。

总结

  我们就利用ButterKnife的流程,简单举例做个总结吧。

  • 1、@BindView在编译时,根据Acitvity生产了XXXActivity$$ViewBinder.java。
  • 2、Activity中调用的ButterKnife.bind(this);,通过this的类名字,加$$ViewBinder,反射得到了ViewBinder,和编译处理器生产的java文件关联起来了,并将其存在map中缓存,然后调用ViewBinder.bind()
  • 3、在ViewBinder的bind方法中,通过id,利用ButterKnife的butterknife.internal.Utils工具类中的封装方法,将findViewById()控件注入到Activity的参数中。

好了,通过上面的流程,是不是把编译时注解的生成和使用连接起来了呢?有问题还请各位留言谈论。

参考资料


这次的文章很严肃有木有
Android程序员的日常