十年Android程序员：注解快速入门和实用分析（二）

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。

@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。

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

• Java注解处理器

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