Android 开源项目实现原理解析
Java注解解析-运行时注解详解(RUNTIME)
从0到1：实现 Android 编译时注解
- Annotation 概念及作用
1.1 概念
能够添加到 Java 源代码的语法元数据。类、方法、变量、参数、包都可以被注解，可用来将信息元数据与程序元素进行关联。Annotation 中文常译为“注解”。
1.2 作用
a. 标记，用于告诉编译器一些信息
b. 编译时动态处理，如动态生成代码
c. 运行时动态处理，如得到注解信息 - Annotation 分类
2.1 标准 Annotation即Java 自带的几个 Annotation
Override//表示重写函数
Deprecated//不鼓励使用(有更好方式、使用有风险或已不在维护)
SuppressWarnings//表示忽略某项 Warning
2.2 元 Annotation
@Retention,
@Target,
@Inherited,
@Documented
元 Annotation 是指用来定义 Annotation 的 Annotation，在后面 Annotation 自定义部分会详细介绍含义
2.3 自定义 Annotation
自定义 Annotation 表示自己根据需要定义的Annotation，定义时需要用到上面的元 Annotation这里是一种分类而已，也可以根据作用域分为源码时、编译时、运行时 Annotation，后面在自定义 Annotation 时会具体介绍
- Annotation 自定义
3.1 调用
public class App {
@MethodInfo(
author = “android”,
date = "2017/08/08",
version = 2)
public String getAppName() {
return "java";
}
}
这里是调用自定义 Annotation——MethodInfo 的示例。MethodInfo Annotation 作用为给方法添加相关信息，包括 author、date、version。
3.2 定义
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Inherited
public @interface MethodInfo {
String author() default "trinea@gmail.com";
String date();
int version() default 1;
}
这里是 MethodInfo 的实现部分
(1). 通过 @interface 定义，注解名即为自定义注解名
(2). 注解配置参数名为注解类的方法名，且：
a. 所有方法没有方法体，没有参数没有修饰符，实际只允许 public & abstract 修饰符，默认为 public，不允许抛异常
b. 方法返回值只能是基本类型，String, Class, annotation, enumeration 或者是他们的一维数组
c. 若只有一个默认属性，可直接用 value() 函数。一个属性都没有表示该 Annotation 为 Mark Annotation
(3). 可以加 default 表示默认值
3.3 元 Annotation
@Documented 是否会保存到 Javadoc 文档中
@Retention 保留时间，可选值 SOURCE（源码时），CLASS（编译时），RUNTIME（运行时），默认为 CLASS，SOURCE 大都为 Mark Annotation，这类 Annotation 大都用来校验，比如 Override, SuppressWarnings
@Target 可以用来修饰哪些程序元素，如 TYPE, METHOD, CONSTRUCTOR, FIELD, PARAMETER 等，未标注则表示可修饰所有
@Inherited 是否可以被继承，默认为 false
- Annotation 解析
4.1 运行时 Annotation 解析
(1) 运行时 Annotation 指 @Retention 为RUNTIME 的 Annotation，可手动调用下面常用 API 解析
method.getAnnotation(AnnotationName.class);
method.getAnnotations();
method.isAnnotationPresent(AnnotationName.class);
其他 @Target 如 Field，Class 方法类似
getAnnotation(AnnotationName.class) 表示得到该 Target 某个 Annotation 的信息，因为一个 Target 可以被多个 Annotation 修饰
getAnnotations() 则表示得到该 Target 所有 Annotation
isAnnotationPresent(AnnotationName.class) 表示该 Target 是否被某个 Annotation 修饰
(2) 解析示例如下：
public static void main(String[] args) {
try {
Class cls = Class.forName("cn.trinea.java.test.annotation.App");
for (Method method : cls.getMethods()) {
MethodInfo methodInfo = method.getAnnotation(
MethodInfo.class);
if (methodInfo != null) {
System.out.println("method name:" + method.getName());
System.out.println("method author:" + methodInfo.author());
System.out.println("method version:" + methodInfo.version());
System.out.println("method date:" + methodInfo.date());
}
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
以之前自定义的 MethodInfo 为例，利用 Target（这里是 Method）getAnnotation 函数得到 Annotation 信息，然后就可以调用 Annotation 的方法得到响应属性值
4.2 编译时 Annotation 解析
(1) 编译时 Annotation 指 @Retention 为 CLASS 的 Annotation，甴编译器自动解析。需要做的
a. 自定义类集成自 AbstractProcessor
b. 重写其中的 process 函数
编译器在编译时自动查找所有继承自 AbstractProcessor 的类，然后调用他们的 process 方法去处理
(2) 假设 MethodInfo 的 @Retention 为 CLASS，解析示例如下：
@SupportedAnnotationTypes({ "cn.trinea.java.test.annotation.MethodInfo" })
public class MethodInfoProcessor extends AbstractProcessor {
@Override
public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment env) {
HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
for (TypeElement te : annotations) {
for (Element element : env.getElementsAnnotatedWith(te)) {
MethodInfo methodInfo = element.getAnnotation(MethodInfo.class);
map.put(element.getEnclosingElement().toString(), methodInfo.author());
}
}
return false;
}
}
- SupportedAnnotationTypes 表示这个 Processor 要处理的 Annotation 名字。
- process 函数中参数 annotations 表示待处理的 Annotations，参数 env 表示当前或是之前的运行环境
- process 函数返回值表示这组 annotations 是否被这个 Processor 接受，如果接受后续子的 rocessor 不会再对这个 Annotations 进行处理
- 几个 Android 开源库 Annotation 原理简析
5.1 Annotation — Retrofit
(1) 调用
@GET("/users/{username}")
User getUser(@Path("username") String username);
(2) 定义
@Documented
@Target(METHOD)
@Retention(RUNTIME)
@RestMethod("GET")
public @interface GET {
String value();
}
从定义可看出 Retrofit 的 Get Annotation 是运行时 Annotation，并且只能用于修饰 Method
(3) 原理
private void parseMethodAnnotations() {
for (Annotation methodAnnotation : method.getAnnotations()) {
Class<? extends Annotation> annotationType = methodAnnotation.annotationType();
RestMethod methodInfo = null;
for (Annotation innerAnnotation : annotationType.getAnnotations()) {
if (RestMethod.class == innerAnnotation.annotationType()) {
methodInfo = (RestMethod) innerAnnotation;
break;
}
}
……
}
}
RestMethodInfo.java 的 parseMethodAnnotations 方法如上，会检查每个方法的每个 Annotation， 看是否被 RestMethod 这个 Annotation 修饰的 Annotation 修饰，这个有点绕，就是是否被 GET、DELETE、POST、PUT、HEAD、PATCH 这些 Annotation 修饰，然后得到 Annotation 信息，在对接口进行动态代理时会掉用到这些 Annotation 信息从而完成调用。
Retrofit 原理涉及到动态代理，这里原理都只介绍 Annotation，具体原理分析请见 Android 开源项目实现原理解析
5.2 Annotation — Butter Knife
(1) 调用
@InjectView(R.id.user) EditText username;
(2) 定义
@Retention(CLASS)
@Target(FIELD)
public @interface InjectView { int value();}
可看出 Butter Knife 的 InjectView Annotation 是编译时 Annotation，并且只能用于修饰属性(3) 原理
@Override
public boolean process(Set<? extends TypeElement> elements, RoundEnvironment env) {
Map<TypeElement, ViewInjector> targetClassMap = findAndParseTargets(env);
for (Map.Entry<TypeElement, ViewInjector> entry : targetClassMap.entrySet()) {
TypeElement typeElement = entry.getKey();
ViewInjector viewInjector = entry.getValue();
try {
JavaFileObject jfo = filer.createSourceFile(viewInjector.getFqcn(), typeElement);
Writer writer = jfo.openWriter();
writer.write(viewInjector.brewJava());
writer.flush();
writer.close();
} catch (IOException e) {
error(typeElement, "Unable to write injector for type %s: %s", typeElement, e.getMessage());
}
}
return true;
}
ButterKnifeProcessor.java 的 process 方法如上，编译时，在此方法中过滤 InjectView 这个 Annotation 到 targetClassMap 后，会根据 targetClassMap 中元素生成不同的 class 文件到最终的 APK 中，然后在运行时调用 ButterKnife.inject(x) 函数时会到之前编译时生成的类中去找。 这里原理都只介绍 Annotation，具体原理分析请见 Android 开源项目实现原理解析
5.3 Annotation — ActiveAndroid
(1) 调用
@Column(name = “Name")
public String name;
(2) 定义
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Column { ……}
可看出 ActiveAndroid 的 Column Annotation 是运行时 Annotation，并且只能用于修饰属性。(3) 原理
Field idField = getIdField(type);
mColumnNames.put(idField, mIdName);
List<Field> fields = new LinkedList<Field>(ReflectionUtils.getDeclaredColumnFields(type));
Collections.reverse(fields);
for (Field field : fields) {
if (field.isAnnotationPresent(Column.class)) {
final Column columnAnnotation = field.getAnnotation(Column.class);
String columnName = columnAnnotation.name();
if (TextUtils.isEmpty(columnName)) {
columnName = field.getName();
}
mColumnNames.put(field, columnName);
}
}
TableInfo.java 的构造函数如上，运行时，得到所有行信息并存储起来用来构件表信息。
这里原理都只介绍 Annotation，具体原理分析请见 Android 开源项目实现原理解析
