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Android注解快速入门和实用解析

鸿洋 · 公众号 · android · 2017-08-02 07:30

正文

本文作者

作者：恋猫月亮

链接：http://www.jianshu.com/p/9ca78aa4ab4d

本文为作者投稿。

文章较长，欢迎收藏后浅斟慢酌。主要介绍和分析了 RUNTIME 和 CLASS 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：

检查是否正确的重写了父类中的方法。
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。

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。

注解基础快读

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和@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X1，com.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。

@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:

@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

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mTv和mBtn中，在App运行时，通过反射将findViewbyId得到的控件，注入到mTv和mBtn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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：

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

Java注解处理器
https://race604.com/annotation-processing

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