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Android 模拟ButterKnife BindView注解实现绑定view(KAPT使用教程)

2023-05-16

简单回顾一下ButterKnife使用BindView注解初始化View过程：

  • 使用注解@BindView(R.id.main_title_view)，并将要绑定的id传入
  • 调用BufferKnife.bind(this)方法开始绑定

其实最核心的是ButterKnife使用了APT技术,也就是Annotation Processing Tool的简称，翻译成中文就是"注解处理工具"：

  • 它的作用是在编译阶段处理注解，生成相应的java文件，然后在运行阶段，通过反射调用那些生成的java类中的方法来进行绑定等操作

  • 生成的Java文件内容很简单，就是把当前Activity或者View传入进来，然后findViewById找到对应View并给带有注释的那些View赋值，所以使用BindView注解的变量都要声明为public

    public final class BindProxy$MainActivity {
  public BindProxy$MainActivity(MainActivity mainactivity) {
    mainactivity.mTitleView = (android.widget.TextView) mainactivity.findViewById(2131165289);
  }
}
    • 说简单一点就是以前在Activity的那些findViewBy代码，ButterKnife帮我们通过注解配置的方式，自动转移到生成的这些类里面了
    • 所以BufferKnife.bind(this)的作用就是调用那些自动生成的代码

其实我们也可以省去APT生成代码那一步，直接代码运行时解析那些注解，然后通过反射赋值，也不需要固定带注解的变量都是public的,比如下面这样：

/**
 * 使用注解代替FindViewById()
 */
private void autoFindViews() {
	List<Field> fields = ClassUtil.getAllField(getClass());
        for (Field field : fields) {
            if (field.isAnnotationPresent(BindView.class)) {
                BindView bindView = field.getAnnotation(BindView.class);
                int viewId = bindView.value();
                if (viewId > 0) {
                    //反射访问私有变量需要设置这个
                    field.setAccessible(true);
                    try {
                        View view = findViewById(viewId);
                        if (view != null) {
                            if (field.isAnnotationPresent(BindClick.class)) {
                                view.setOnClickListener(this);
                            }
                            field.set(this, view);
                        }
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            }
}

那么为什么还有那么多人用BufferKnife，而不是自己用几行代码反射搞定呢?
这主要还是取舍问题，通过上面我们知道BufferKnife也不是特别完美的：

  • 它需要把原来私有变量都变成public，违反了"地米特法则"
  • 增加了APT生成类的过程，这意味着项目编译时间变长了

但是如果简单一点使用反射，则会消耗更多的系统资源，比较适合项目还比较小，使用反射对整个项目性能影响不大的情况，而BufferKnife则适合较大项目，在编译时处理好，运行时减少使用反射节提高性能

下面我们使用简单的项目来模拟BufferKnife解析注解绑定View过程

1、创建名叫"annotation"的Java Library类型Module：主要用于存放自定义的注解以及一些常量

  • build.gradle:

    apply plugin: 'java-library'

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
}

sourceCompatibility = "7"
targetCompatibility = "7"

  • 创建一个注解类型的java类：BindView.java

    • ElementType.FIELD表示该注解只能用在变量上
    • RetentionPolicy.CLASS表示该注解用于编译时解析
    /**
 * 通过配置控件id，替换findViewById
 *
 * @author zhujie
 * @date 2019-09-13
 * @time 08:32
 */
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface BindView {
    int value();
}

  • 创建一个常量类：Constant.java

    /**
 * 相关常量定义
 *
 * @author zhujie
 * @date 2019-09-14
 * @time 06:23
 */
public class Constant {
    /**
     * 生成类所在包名
     */
    public static final String GENERATE_PACKAGE = "com.agilezhu.annotationkit.generate";
    /**
     * 生成类名固定前缀
     */
    public static final String GENERATE_CLASS_NAME_HEAD = "BindProxy$";
    /**
     * 生成类完整类名开头：包名+类名固定前缀
     */
    public static final String GENERATE_CLASS_FULL_NAME_HEAD = GENERATE_PACKAGE + "." + GENERATE_CLASS_NAME_HEAD;
}

2、创建名叫"compiler"的Java Library类型Module：主要用于存放解析注解的处理器

  • build.gradle:

    apply plugin: 'java-library'


dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation project(':annotation')
    annotationProcessor 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc4'//auto-service本身也是个注解处理器
    implementation 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc4'//注解 processor 类，并对其生成 META-INF 的配置信息
    implementation 'com.squareup:javapoet:1.8.0' //通过类调用的形式来生成java代码，避免手动拼接字符串

}

sourceCompatibility = "7"
targetCompatibility = "7"
    • auto-service:用于自动注册配置注解处理器processor 类，使用@AutoService(Processor.class)来标记注解处理器类；需要注意的是，不仅要implementation这个auto-service，还要annotationProcessor，因为auto-service里既包含AutoService注解，也包含处理该注解的解释器，少了其中一个都无法正常生成代码
    • javapoet：这个主要用来通过调用方法来创建java类，相对于拼接字符串来说更加方便不容易出错

  • 接着创建自定义的注解处理器BindProcessor.java:这个类主要用于解析用户标注的注解，然后生成自定义java处理类

    /**
 * 处理绑定类型的注解
 *
 * @author zhujie
 * @date 2019-09-13
 * @time 08:29
 */
@AutoService(Processor.class)
public class BindProcessor extends AbstractProcessor {
    private Filer mFiler; //文件相关工具类：用于保存生成的java类文件
    private Elements mElementUtils; //元素相关工具类：用于获取java类文件
    private Messager mMessager;//用于打印日志

    @Override
    public synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnvironment) {
        super.init(processingEnvironment);
        mFiler = processingEnv.getFiler();
        mElementUtils = processingEnv.getElementUtils();
        mMessager = processingEnv.getMessager();
    }

    @Override
    public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() {
        //返回该注解处理器能够处理哪些注解
        Set<String> types = new LinkedHashSet<>();
        types.add(BindView.class.getName());
        return types;
    }

    @Override
    public SourceVersion getSupportedSourceVersion() {
        //返回当前注解处理器支持的java版本号
        return SourceVersion.latest();
    }

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnvironment) {
        //获取所有的源码文件
        Set<? extends Element> elements = roundEnvironment.getRootElements();
        for (Element element : elements) {
            if (!(element instanceof TypeElement)) {//判断是否class类
                continue;
            }
            //转换成class类型
            TypeElement typeElement = (TypeElement) element;
            //当前文件的类名
            String classSimpleName = element.getSimpleName().toString();
            //将要生成的java完整类名：BindProxy$+当前类名
            String targetClassName = GENERATE_CLASS_NAME_HEAD + element.getSimpleName();

            //创建方法(构造方法)
            MethodSpec.Builder bindMethodBuilder = MethodSpec.methodBuilder("<init>")
                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                    .addParameter(ClassName.get(typeElement.asType()), classSimpleName.toLowerCase());

            //获取当前类里所有元素
            List<? extends Element> members = mElementUtils.getAllMembers(typeElement);
            //当前类里所有添加了BindView注释的元素
            List<Element> annotationMembers = new ArrayList<>();
            for (Element member : members) {
                BindView bindViewAnnotation = member.getAnnotation(BindView.class);
                if (bindViewAnnotation != null) {
                    annotationMembers.add(member);
                    String paramName = classSimpleName.toLowerCase();
                    //构造方法中添加初始化代码：findViewById
                    bindMethodBuilder.addStatement(
                            String.format(
                                    paramName + ".%s = (%s) " + paramName + ".findViewById(%s)"
                                    , member.getSimpleName()
                                    , ClassName.get(member.asType()).toString()
                                    , bindViewAnnotation.value()));
                }
            }
            //如果该类中没有我们自定义的注解，则不生成对应java处理类
            if (annotationMembers.isEmpty()) {
                continue;
            }

            //创建类
            TypeSpec bindProxyClass = TypeSpec.classBuilder(targetClassName)
                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC, Modifier.FINAL)
                    .addMethod(bindMethodBuilder.build())
                    .build();
            //创建java文件
            JavaFile bindProxyFile = JavaFile
                    .builder(GENERATE_PACKAGE, bindProxyClass)
                    .build();
            try {
                //保存java类文件
                bindProxyFile.writeTo(mFiler);
            } catch (Throwable e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return false;
    }

}
    • 在init方法中可以通过ProcessingEnvironment获取相关工具类，供后面处理注解时使用
    • getSupportedAnnotationTypes：是用来返回我们当前要处理哪些注解，必须重写该方法
    • getSupportedSourceVersion：返回当前注解处理器支持的java版本，不重写该方法会出现警告
    • process：用于解析注解，并生成对应的java文件

3、创建名叫"library"的Android Library类型Module：主要用于存放运行时调用生成的那些类的方法

  • build.gradle:

    apply plugin: 'com.android.library'
apply plugin: 'kotlin-android'
apply plugin: 'kotlin-android-extensions'
android {
    compileSdkVersion 28
    buildToolsVersion "29.0.2"


    defaultConfig {
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 28
        versionCode 1
        versionName "1.0"

        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
        consumerProguardFiles 'consumer-rules.pro'
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }

}

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk7:$kotlin_version"
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0'
    implementation 'androidx.core:core-ktx:1.1.0'
    testImplementation 'junit:junit:4.12'
    androidTestImplementation 'androidx.test:runner:1.2.0'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.2.0'

    //引入自定义的注解，这里使用api是为了引入当前library的项目可以也可以直接使用到自定义的注解
    api project(':annotation')
}
    • api project(‘:annotation’):引入自定义的注解，这里使用api是为了引入当前library的项目可以也可以直接使用到自定义的注解

  • AnnotationKit.kt:通过反射获取生成的类，并调用构造方法，从而绑定当前Activity中的View

    /**
 * 用于绑定组件
 *
 * @author zhujie
 * @date 2019-09-13
 * @time 18:32
 */
class AnnotationKit {
    companion object {
        /**
         * 缓存构造方法
         */
        private val mCacheConstructor = HashMap<Class<*>, Constructor<*>?>()

        fun bind(activity: Activity) {
            //从缓存中读取构造方法
            var constructor = mCacheConstructor[activity.javaClass]
            if (constructor == null) {
                synchronized(mCacheConstructor) {
                    if (constructor == null) {
                        try {
                            val fullClassName =
                                GENERATE_CLASS_FULL_NAME_HEAD + activity::class.java.simpleName
                            //通过反射获取生成的类
                            val clazz = Class.forName(fullClassName)
                            //获取构造方法
                            constructor = clazz.getConstructor(activity.javaClass)
                            //存入缓存
                            mCacheConstructor[activity.javaClass] = constructor
                        } catch (e: Throwable) {
                            e.printStackTrace()
                        }
                    }
                }
            }
            //反射调用构造方法
            constructor?.newInstance(activity)


        }
    }

}

4、创建名叫"app"的Android Application类型Module：需要使用自定义的app项目

  • build.gradle:
apply plugin: 'com.android.application'

apply plugin: 'kotlin-android'
apply plugin: 'kotlin-android-extensions'
//使用kapt处理注解处理器
apply plugin: 'kotlin-kapt'

android {
    compileSdkVersion 28
    buildToolsVersion "29.0.2"
    defaultConfig {
        applicationId "com.agilezhu.annotationkit"
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 28
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation"org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk7:$kotlin_version"
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0'
    implementation 'androidx.core:core-ktx:1.1.0'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:1.1.3'
    testImplementation 'junit:junit:4.12'
    androidTestImplementation 'androidx.test:runner:1.2.0'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.2.0'

    //引入自定义注解library
    implementation project(':library')
    //使用kapt编译注解处理器
    kapt project(':compiler')
}
  • MainActivity.kt:使用注解@BindView(R.id.main_title_view)，并调用AnnotationKit.bind(this)完成绑定操作
class MainActivity : AppCompatActivity() {
    @BindView(R.id.main_title_view)
    lateinit var mTitleView: TextView

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

		//调用生成的代码，初始化view
        AnnotationKit.bind(this)

        if (mTitleView != null) {
            Toast.makeText(this, "BindView成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        } else {
            Toast.makeText(this, "BindView失败", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }
}
  • 需要注意的是，我这个测试项目中使用了kapt，而不是apt，是因为项目中使用了kotlin,所以需要kotlin的apt，也就是kotlin-kapt
  • 编译后生成的代码位于：app/build/generated/source/kapt/debug/目录下的package：com.agilezhu.annotationkit.generate
  • 生成的代码：BindProxy$MainActivity.java
    package com.agilezhu.annotationkit.generate;

import com.agilezhu.annotationkit.MainActivity;

public final class BindProxy$MainActivity {
  public BindProxy$MainActivity(MainActivity mainactivity) {
    mainactivity.mTitleView = (android.widget.TextView) mainactivity.findViewById(2131165289);
  }
}

其他问题

  • 如果出现以下警告：
    [kapt] Incremental annotation processing requested, but support is disabled because the following processors are not incremental: com.agilezhu.compiler.BindProcessor (NON_INCREMENTAL), com.google.auto.service.processor.AutoServiceProcessor (NON_INCREMENTAL).
    则在根目录下的gradle.properties文件中添加下面内容就就可以：
    #apt增量编译，加速编译效果
kapt.incremental.apt=true
  • 如果出现编译失败：
    Execution failed for task ':lib:common:kaptDebugKotlin'.
> A failure occurred while executing org.jetbrains.kotlin.gradle.internal.KaptWithoutKotlincTask$KaptExecutionWorkAction
   > java.lang.reflect.InvocationTargetException (no error message)
    在gradle.properties文件中添加下面这段内容：
    kapt.incremental.apt = false
kapt.include.compile.classpath=false
kapt.use.worker.api=false
  • 如果出现找不到AbstractProcessor等类的情况，请删除该Module，重新创建Java or Kotlin Library类型项目，即使其他类型Module把build.gradle配置改成一模一样也不行！
  • 在这里插入图片描述

Demo下载地址

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