前言
阅读官方源码以及各类第三方框架时可以发现，很多地方都有注解，作为一名Android程序员，掌握注解属于必不可少的一项技能。
1. 什么是注解
注解是以@符号开头的用来标识如类、字段、方法等的工具。说到注解，就不得不提另外一个概念——注释，两者其实都是做解释的功能，只不过注释是面向开发者，而注解则是针对程序。注解一般需要结合注解处理器或者反射等实现对应的功能，否者将没有实际的意义。两者的区别如下：
- 定义不同：
注解：英名为Annotation，它是JDK1.5及以后版本引入的一个特性。 与类、接口、枚举是在同一个层次，可以成为java 的一个类型。用一个词描述注解------元数据，它是一种描述数据的数据。所以，可以说注解就是源代码的元数据。
注释：是对源代码作介绍、评议或说明的文字。 - 作用不同：
注解是Java 编译器可以理解的部分，是给编译器看的。通过标记包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等元素据，告诉jvm这些元素据的信息。
注释是程序员对源代码做一些记忆或提示性描述，是给人来看的。它能告诉开发者这段代码的逻辑、说明、特点等内容，对代码起到解释、说明的作用。
2. 元注解
元注解是由Java提供的一套用来注解其他注解的基础注解，听起来可能有点绕，其实就是Java编译器在对注解做处理的时候需要知道该注解的时效性、作用范围等一些信息，于是提供了一套用来对注解做限定的工具——元注解。
JDK1.5加入的元注解有如下：
- @Target：指定注解的作用范围
- @Retention：指定注解的作用时机
- @Inherited：被该注解修饰的注解，作用在某个类上，该类的此注解可以被子类继承
- @Documented：不常用，给Javadoc配置的，这里略过
2.1 @Target
此元注解用来指定注解的作用范围，参数如下：
- ElementType.TYPE：类、接口（包括注解类型）或枚举声明
- ElementType.FIELD：字段声明（包括枚举常量）
- ElementType.METHOD：方法声明
- ElementType.PARAMETER：形参声明
- ElementType.CONSTRUCTOR：构造函数声明
- ElementType.LOCAL_VARIABLE：局部变量声明
- ElementType.ANNOTATION_TYPE：注解类型声明
- ElementType.PACKAGE：包声明
- ElementType.TYPE_PARAMETER：类型参数声明——JDK1.8加入
- ElementType.TYPE_USE：类型的使用——JDK1.8加入
- ElementType.MODULE：模块声明——JDK1.9加入
2.2 @Retention
此元注解用来指定注解的作用时机，也就是说注解是在什么阶段有效，参数如下：
- RetentionPolicy.SOURCE：指定注解只在源码阶段有用，编译器编译之后将会丢弃，这类型的注解一般用来做代码限制或者提示等。如
Override用来提示方法重写了父类的方法，如果在没有重写父类方法的方法上面使用此注解，编译器会报错。 - RetentionPolicy.CLASS：指定注解将由编译器记录在类文件中，但在运行时虚拟机不会保留，如果不指定@Retention，此为@Retention默认的参数。Android中经常用到一些方法参数的限制中，如
LayoutRes、NonNull、IntRange等。 - RetentionPolicy.RUNTIME：指定注解会被编译器记录在类文件中，并在运行时虚拟机会保留，因此它们可以在程序运行时读取。
2.3 @Inherited
此元注解主要用来指定注解是否可以被继承，下面我们通过一个例子进行解释。
// 被@Inherited注解了的注解
@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface ExAnn {
}// 没有@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface NoExAnn {
}
上面定义了两个注解，两者都是属于运行时可以获取，唯一的区别是@ExAnn使用了@Inherited
// 父类使用了上面两个注解
@ExAnn
@NoExAnn
public class Parent {
}// 子类继承了父类，但是没有任何实现
public class Child extends Parent {
}
然后我们通过子类获取注解信息，测试代码如下：
private void test() {Annotation[] annotations = Child.class.getAnnotations();System.out.println("-----start-----"); for (Annotation annotation : annotations) {System.out.println(annotation.toString());}System.out.println("------end------");
}
运行以上代码，最终会打印
System.out: -----start-----
System.out: @com.payne.annotation.demo.ExAnn()
System.out: ------end------
通过以上打印可以发现：父类里面的注解如果有被@Inherited注解，其子类才可以获取到父类的注解。
3. 自定义注解
3.1 运行时注解
以前在Android开发过程中，我们经常会使用到findViewById去获取View，大量的视图控件意味着我们会去重复多次使用findViewById，以至于后面出现了第三方框架ButterKnife，下面以findViewById做示例。
- 首先创建一个注解类，创建的注解类和接口有点像，只不过在
interface前面多了一个@符号，如下：
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.FIELD, ElementType.METHOD})
public @interface BindView {int value();
}
- 其次在测试类中使用，代码如下：
public class MainActivity extends AppCompatActivity {@BindView(R.id.tv_show)TextView tvShow;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);processView(this);tvShow.setText("赋值成功");}/*** 反射处理findViewById*/public static void processView(Activity activity) {// 获取Activity中所有的字段Field[] fields = activity.getClass().getDeclaredFields();if (fields == null) {return;}// 遍历字段数组，找到带有BindView注解的字段for (Field field : fields) {BindView bindView = field.getAnnotation(BindView.class);if (bindView == null) {continue;}// 获取注解值——即ViewIDint value = bindView.value();// 通过ViewID找到ViewView viewById = activity.findViewById(value);try {// 给字段View赋值field.set(activity, viewById);} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}}
}
下面是运行效果：
可以看到并没有直接给tvShow设置findViewById，但是运行之后TextView依然被成功设置为"赋值成功"。这是因为运行时在processView方法中通过反射获取并设值。
3.2 编译时注解
反射使用多了比较影响性能，翻看ButterKnife、Retrofit等第三方框架源码我们也能发现其并不是通过运行时反射赋值，而是通过编译工具在编译期间就对注解进行了处理，而处理注解需要使用到注解处理器，那什么是注解处理器呢？
注解处理器：英文为Annotation Processor，顾名思义，是用来处理注解的工具，其基本原理是将自定义注解处理器注册到编译器，编译器在编译阶段会去执行注册了的自定义注解处理器，完成对应的代码注入。
实现自定义注解处理器主要分为三步：
- 编写注解。
- 编写继承自
javax.annotation.processing包下的AbstractProcessor类的自定义注解处理器。 - 将自定义注解处理器注册到编译器。
下面是自定义注解处理器的实现示例：
如上图，示例主要包括两个Java module和一个Android module。
- test-annotation：Java module，主要用来存放自定义注解。
- test-compiler：Java module，主要存放继承自
AbstractProcessor类的自定义注解处理器类。 - test-butterknife：Android module，主要存放工具类，用来反射获取编译器根据注解处理器生成的类。
3.2.1 定义注解
test-annotation模块下定义一个需要处理的注解类BindView
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target({ElementType.FIELD})
public @interface BindView {int value();
}
3.2.2 实现注解处理器
public class AnnotationCompiler extends AbstractProcessor {/*** 设置支持的源版本，默认为RELEASE_6* 两种方式设置版本：* 1. 此处返回指定版本* 2. 类上面设置SupportedSourceVersion注解，并传入版本号*/@Overridepublic SourceVersion getSupportedSourceVersion() {return SourceVersion.latestSupported();}/*** 设置支持的注解类型，默认为空集合（都不支持）* 两种方式设置注解集合：* 1. 此处返回支持的注解集合* 2. 类上面设置SupportedAnnotationTypes注解，并传入需要支持的注解*/@Overridepublic Set<String> getSupportedAnnotationTypes() {Set<String> types = new HashSet<>();types.add(BindView.class.getCanonicalName());return types;}/*** 初始化操作** @param processingEnv 环境*/@Overridepublic synchronized void init(ProcessingEnvironment processingEnv) {super.init(processingEnv);}/*** 处理注解** @param set 待处理的注解集合* @param roundEnvironment RoundEnvironment* @return 返回true表示后续处理器不再处理*/@Overridepublic boolean process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnvironment) {Set<? extends Element> elements = roundEnvironment.getElementsAnnotatedWith(BindView.class);//TypeElement->类 ExecutableElement->方法 VariableElement->属性Map<String, List<VariableElement>> map = new HashMap<>(16);for (Element element : elements) {//属性元素VariableElement variableElement = (VariableElement) element;//获取类名String activityName = variableElement.getEnclosingElement().getSimpleName().toString();//根据类名将属性元素保存在集合中List<VariableElement> variableElements = map.get(activityName);if (variableElements == null) {variableElements = new ArrayList<>();map.put(activityName, variableElements);}variableElements.add(variableElement);}if (map.size() > 0) {for (String activityName : map.keySet()) {//根据类名获取属性元素集合List<VariableElement> variableElements = map.get(activityName);//获取类元素TypeElement enclosingElement = (TypeElement) variableElements.get(0).getEnclosingElement();//获取类的包名String packageName = processingEnv.getElementUtils().getPackageOf(enclosingElement).toString();//生成对应的类generateClass(variableElements, packageName, activityName);}}return false;}/*** 根据注解信息生成对应的类，本方法中手动生成类文件内容* 我们还可以使用第三方工具JavaPoet优雅的生成，具体参考地址：https://github.com/square/javapoet** @param variableElements 设置了对应注解的属性元素的集合* @param packageName 包名* @param activityName 类名*/private void generateClass(List<VariableElement> variableElements, String packageName, String activityName) {Writer writer = null;try {JavaFileObject sourceFile = processingEnv.getFiler().createSourceFile(packageName + "." + activityName + "_ViewBinding");writer = sourceFile.openWriter();//包名writer.write("package " + packageName + ";\n");//导入包writer.write("import com.payne.buf.IBinder;\n");//类名以及实现的接口名writer.write("public class " + activityName + "_ViewBinding implements IBinder<"+ packageName + "." + activityName + "> {\n");//实现接口中的方法writer.write(" @Override\n");writer.write(" public void bind(" + packageName + "." + activityName + " target) {\n");//遍历属性元素集合，根据信息生成findViewById操作for (VariableElement variableElement : variableElements) {String variableName = variableElement.getSimpleName().toString();int id = variableElement.getAnnotation(BindView.class).value();TypeMirror typeMirror = variableElement.asType();writer.write(" target." + variableName + " = (" + typeMirror + ") target.findViewById(" + id + ");\n");}writer.write(" }\n");writer.write("}\n");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (writer != null) {try {writer.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}
3.2.3 注册注解处理器
有两种方法将自定义注解处理器注册到编辑器。
- 手动注册：在test-compiler模块下的
src/main/目录下创建META-INF/services/子目录，并创建文件名为javax.annotation.processing.Processor的文件，文件名是Processor类的全路径名，如下图：
文件中加入自定义注解处理器的全路径名com.payne.annotation.test_compiler.AnnotationCompiler，如下图：
- 自动注册：依赖于Google的工具框架。
首先在test-compiler模块下的build.gradle中加入依赖框架，然后在自定义注解处理器类上面添加@AutoService(Processor.class)注解即可。
implementation 'com.google.auto.service:auto-service:1.0'
annotationProcessor 'com.google.auto.service:auto-service:1.0'
编译之后可以发现test-compiler模块下的build文件夹中自动生成了和我们手动注册一样的文件。
最后在test-butterknife模块下提供IBinder接口以及findViewById的绑定类供App调用。
public interface IBinder<T> {void bind(T target);
}
public class PayneButterKnife {@SuppressWarnings("unchecked")public static void bind(Activity activity) {String name = activity.getClass().getName() + "_ViewBinding";try {Class<?> aClass = Class.forName(name);IBinder<Activity> iBinder = (IBinder<Activity>) aClass.newInstance();iBinder.bind(activity);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
4. 小结
- 注释面向开发者，注解面向程序。
- 可以通过
Target元注解设置注解的作用范围，Retention元注解设置注解的作用时机。 - 源码时注解主要作用源码阶段，编译则被舍弃，主要面向编辑器等开发工具，用来在开发阶段提示开发者或者限制开发者使用范围。
- 编译时注解主要作用于编译阶段，编译之后则被舍弃，主要面向编译器，可以根据注解信息生成对应的类。
- 运行时注解主要作用于运行阶段，注解信息运行时依然存在，可以通过反射获取使用。
