Android 中的注解深入探究

2024-03-13 17:32:02 155

本文系GDGAndroidMeetup分享内容总结文章

注解是我们经常接触的技术,Java有注解,Android也有注解,本文将试图介绍Android中的注解,以及ButterKnife和Otto这些基于注解的库的一些工作原理.

归纳而言,Android中的注解大概有以下好处

提高我们的开发效率
更早的发现程序的问题或者错误
更好的增加代码的描述能力
更加利于我们的一些规范约束
提供解决问题的更优解

准备工作

默认情况下,Android中的注解包并没有包括在framework中,它独立成一个单独的包,通常我们需要引入这个包.

dependencies{
compile'com.android.support:support-annotations:22.2.0'
}

但是如果我们已经引入了appcompat则没有必要再次引用support-annotations,因为appcompat默认包含了对其引用.

替代枚举

在最早的时候,当我们想要做一些值得限定实现枚举的效果,通常是

定义几个常量用于限定
从上面的常量选取值进行使用
一个比较描述上面问题的示例代码如下

publicstaticfinalintCOLOR_RED=0;
publicstaticfinalintCOLOR_GREEN=1;
publicstaticfinalintCOLOR_YELLOW=2;

publicvoidsetColor(intcolor){
//somecodehere
}
//调用
setColor(COLOR_RED)

然而上面的还是有不尽完美的地方

setColor(COLOR_RED)与setColor(0)效果一样,而后者可读性很差,但却可以正常运行

setColor方法可以接受枚举之外的值,比如setColor(3),这种情况下程序可能出问题

一个相对较优的解决方法就是使用Java中的Enum.使用枚举实现的效果如下

//ColorEnum.java
publicenumColorEmun{
RED,
GREEN,
YELLOW
}

publicvoidsetColorEnum(ColorEmuncolorEnum){
//somecodehere
}

setColorEnum(ColorEmun.GREEN);

然而Enum也并非最佳,Enum因为其相比方案一的常量来说,占用内存相对大很多而受到曾经被Google列为不建议使用,为此Google特意引入了一些相关的注解来替代枚举.

Android中新引入的替代枚举的注解有IntDef和StringDef,这里以IntDef做例子说明一下.

publicclassColors{
@IntDef({RED,GREEN,YELLOW})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public@interfaceLightColors{}

publicstaticfinalintRED=0;
publicstaticfinalintGREEN=1;
publicstaticfinalintYELLOW=2;
}

声明必要的int常量
声明一个注解为LightColors
使用@IntDef修饰LightColors,参数设置为待枚举的集合
使用@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)指定注解仅存在与源码中,不加入到class文件中

Null相关的注解

和Null相关的注解有两个

@Nullable注解的元素可以是Null
@NonNull注解的元素不能是Null

上面的两个可以修饰如下的元素

成员属性
方法参数
方法的返回值

@Nullable
privateStringobtainReferrerFromIntent(@NonNullIntentintent){
returnintent.getStringExtra("apps_referrer");
}

NonNull检测生效的条件

显式传入null
在调用方法之前已经判断了参数为null时

setReferrer(null);//提示警告

//不提示警告
Stringreferrer=getIntent().getStringExtra("apps_referrer");
setReferrer(referrer);

//提示警告
Stringreferrer=getIntent().getStringExtra("apps_referrer");
if(referrer==null){
setReferrer(referrer);
}

privatevoidsetReferrer(@NonNullStringreferrer){
//somecodehere
}

区间范围注解

Android中的IntRange和FloatRange是两个用来限定区间范围的注解,

floatcurrentProgress;

publicvoidsetCurrentProgress(@FloatRange(from=0.0f,to=1.0f)floatprogress){
currentProgress=progress;
}

如果我们传入非法的值,如下所示

setCurrentProgress(11);

就会得到这样的错误

Valuemustbe>=0.0and<=1.0(was11)

长度以及数组大小限制

限制字符串的长度

privatevoidsetKey(@Size(6)Stringkey){
}

限定数组集合的大小

privatevoidsetData(@Size(max=1)String[]data){
}
setData(newString[]{"b","a"});//erroroccurs

限定特殊的数组长度,比如3的倍数

privatevoidsetItemData(@Size(multiple=3)String[]data){
}

权限相关

在Android中,有很多场景都需要使用权限,无论是Marshmallow之前还是之后的动态权限管理.都需要在manifest中进行声明,如果忘记了,则会导致程序崩溃.好在有一个注解能辅助我们避免这个问题.使用RequiresPermission注解即可.

@RequiresPermission(Manifest.permission.SET_WALLPAPER)
publicvoidchangeWallpaper(Bitmapbitmap)throwsIOException{
}

资源注解

在Android中几乎所有的资源都可以有对应的资源id.比如获取定义的字符串,我们可以通过下面的方法

publicStringgetStringById(intstringResId){
returngetResources().getString(stringResId);
}

使用这个方法,我们可以很容易的获取到定义的字符串,但是这样的写法也存在着风险.

getStringById(R.mipmap.ic_launcher)

如果我们在不知情或者疏忽情况下,传入这样的值,就会出现问题.但是如果我们使用资源相关的注解修饰了参数,就能很大程度上避免错误的情况.

publicStringgetStringById(@StringResintstringResId){
returngetResources().getString(stringResId);
}

在Android中资源注解如下所示

AnimRes
AnimatorRes
AnyRes
ArrayRes
AttrRes
BoolRes
ColorRes
DimenRes
DrawableRes
FractionRes
IdRes
IntegerRes
InterpolatorRes
LayoutRes
MenuRes
PluralsRes
RawRes
StringRes
StyleRes
StyleableRes
TransitionRes
XmlRes

Color值限定

上面部分提到了ColorRes,用来限定颜色资源id,这里我们将使用ColorInt,一个用来限定Color值的注解.在较早的TextView的setTextColor是这样实现的.

publicvoidsetTextColor(intcolor){
mTextColor=ColorStateList.valueOf(color);
updateTextColors();
}

然而上面的方法在调用时常常会出现这种情况

myTextView.setTextColor(R.color.colorAccent);

如上,如果传递过去的参数为color的资源id就会出现颜色取错误的问题,这个问题在过去还是比较严重的.好在ColorInt出现了,改变了这一问题.

publicvoidsetTextColor(@ColorIntintcolor){
mTextColor=ColorStateList.valueOf(color);
updateTextColors();
}

当我们再次传入Color资源值时,就会得到错误的提示.

CheckResult

这是一个关于返回结果的注解，用来注解方法，如果一个方法得到了结果，却没有使用这个结果，就会有错误出现，一旦出现这种错误，就说明你没有正确使用该方法。

@CheckResult
publicStringtrim(Strings){
returns.trim();
}

线程相关

Android中提供了四个与线程相关的注解

@UiThread,通常可以等同于主线程,标注方法需要在UIThread执行,比如View类就使用这个注解
@MainThread主线程,经常启动后创建的第一个线程
@WorkerThread工作者线程,一般为一些后台的线程,比如AsyncTask里面的doInBackground就是这样的.
@BinderThread注解方法必须要在BinderThread线程中执行,一般使用较少.

一些示例

newAsyncTask<Void,Void,Void>(){
//doInBackgroundisalreadyannotatedwith@WorkerThread
@Override
protectedVoiddoInBackground(Void...params){
returnnull;
updateViews();//error
}
};

@UiThread
publicvoidupdateViews(){
Log.i(LOGTAG,"updateViewsThreadInfo="+Thread.currentThread());
}

注意,这种情况下不会出现错误提示

newThread(){
@Override
publicvoidrun(){
super.run();
updateViews();
}
}.start();

虽然updateViews会在一个新的工作者线程中执行,但是在compile时没有错误提示.

因为它的判断依据是,如果updateView的线程注解(这里为@UiThread)和run(没有线程注解)不一致才会错误提示.如果run方法没有线程注解,则不提示.

CallSuper

重写的方法必须要调用super方法

使用这个注解,我们可以强制方法在重写时必须调用父类的方法比如Application的onCreate,onConfigurationChanged等.

Keep

在Android编译生成APK的环节,我们通常需要设置minifyEnabled为true实现下面的两个效果

混淆代码

删除没有用的代码

但是出于某一些目的,我们需要不混淆某部分代码或者不删除某处代码,除了配置复杂的Proguard文件之外,我们还可以使用@Keep注解.

@Keep
publicstaticintgetBitmapWidth(Bitmapbitmap){
returnbitmap.getWidth();
}

ButterKnife

ButterKnife是一个用来绑定View,资源和回调的提高效率的工具.作者为JakeWharton.ButterKnife的好处

使用BindView替代繁琐的findViewById和类型转换
使用OnClick注解方法来替换显式声明的匿名内部类
使用BindString,BindBool,BindDrawable等注解实现资源获取

一个摘自Github的示例

classExampleActivityextendsActivity{
@BindView(R.id.user)EditTextusername;
@BindView(R.id.pass)EditTextpassword;

@BindString(R.string.login_error)StringloginErrorMessage;

@OnClick(R.id.submit)voidsubmit(){
//TODOcallserver...
}

@OverridepublicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.simple_activity);
ButterKnife.bind(this);
//TODOUsefields...
}
}

ButterKnife工作原理

以BindView注解使用为例,示例代码为

publicclassMainActivityextendsAppCompatActivity{
@BindView(R.id.myTextView)
TextViewmyTextView;

@Override
protectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
ButterKnife.bind(this);
}
}

1.程序在compile时,会根据注解自动生成两个类,这里为MainActivity_ViewBinder.class和MainActivity_ViewBinding.class

2.当我们调用ButterKnife.bind(this);时,会查找当前类对应的ViewBinder类,并调用bind方法,这里会调用到MainActiivty_ViewBinder.bind方法.

3.MainActiivty_ViewBinder.bind方法实际上是调用了findViewById然后在进行类型转换,赋值给MainActivity的myTextView属性

ButterKnife的bind方法

publicstaticUnbinderbind(@NonNullActivitytarget){
returngetViewBinder(target).bind(Finder.ACTIVITY,target,target);
}

ButterKnife的getViewBinder和findViewBinderForClass

@NonNull@CheckResult@UiThread
staticViewBinder<Object>getViewBinder(@NonNullObjecttarget){
Class<?>targetClass=target.getClass();
if(debug)Log.d(TAG,"Lookingupviewbinderfor"+targetClass.getName());
returnfindViewBinderForClass(targetClass);
}

@NonNull@CheckResult@UiThread
privatestaticViewBinder<Object>findViewBinderForClass(Class<?>cls){
//如果内存集合BINDERS中包含,则不再查找
ViewBinder<Object>viewBinder=BINDERS.get(cls);
if(viewBinder!=null){
if(debug)Log.d(TAG,"HIT:Cachedinviewbindermap.");
returnviewBinder;
}
StringclsName=cls.getName();
if(clsName.startsWith("android.")||clsName.startsWith("java.")){
if(debug)Log.d(TAG,"MISS:Reachedframeworkclass.Abandoningsearch.");
returnNOP_VIEW_BINDER;
}
//noinspectionTryWithIdenticalCatchesResolvestoAPI19+onlytype.
try{
//使用反射创建实例
Class<?>viewBindingClass=Class.forName(clsName+"_ViewBinder");
//noinspectionunchecked
viewBinder=(ViewBinder<Object>)viewBindingClass.newInstance();
if(debug)Log.d(TAG,"HIT:Loadedviewbinderclass.");
}catch(ClassNotFoundExceptione){
//如果没有找到,对父类进行查找
if(debug)Log.d(TAG,"Notfound.Tryingsuperclass"+cls.getSuperclass().getName());
viewBinder=findViewBinderForClass(cls.getSuperclass());
}catch(InstantiationExceptione){
thrownewRuntimeException("Unabletocreateviewbinderfor"+clsName,e);
}catch(IllegalAccessExceptione){
thrownewRuntimeException("Unabletocreateviewbinderfor"+clsName,e);
}
//加入内存集合,便于后续的查找
BINDERS.put(cls,viewBinder);
returnviewBinder;
}

MainActivity_ViewBinder的反编译源码

➜androidannotationsamplejavap-cMainActivity_ViewBinder
Warning:BinaryfileMainActivity_ViewBindercontainscom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity_ViewBinder
Compiledfrom"MainActivity_ViewBinder.java"
publicfinalclasscom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity_ViewBinderimplementsbutterknife.internal.ViewBinder<com.example.admin.androidannotationsample.MainActivity>{
publiccom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity_ViewBinder();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1//Methodjava/lang/Object."<init>":()V
4:return

publicbutterknife.Unbinderbind(butterknife.internal.Finder,com.example.admin.androidannotationsample.MainActivity,java.lang.Object);
Code:
0:new#2//classcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity_ViewBinding
3:dup
4:aload_2
5:aload_1
6:aload_3//创建ViewBinding实例
7:invokespecial#3//Methodcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity_ViewBinding."<init>":(Lcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity;Lbutterknife/internal/Finder;Ljava/lang/Object;)V
10:areturn

publicbutterknife.Unbinderbind(butterknife.internal.Finder,java.lang.Object,java.lang.Object);
Code:
0:aload_0
1:aload_1
2:aload_2
3:checkcast#4//classcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity
6:aload_3//调用上面的重载方法
7:invokevirtual#5//Methodbind:(Lbutterknife/internal/Finder;Lcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity;Ljava/lang/Object;)Lbutterknife/Unbinder;
10:areturn
}
MainActivity_ViewBinding的反编译源码

➜androidannotationsamplejavap-cMainActivity_ViewBinding
Warning:BinaryfileMainActivity_ViewBindingcontainscom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity_ViewBinding
Compiledfrom"MainActivity_ViewBinding.java"
publicclasscom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity_ViewBinding<Textendscom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity>implementsbutterknife.Unbinder{
protectedTtarget;

publiccom.example.admin.androidannotationsample.MainActivity_ViewBinding(T,butterknife.internal.Finder,java.lang.Object);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1//Methodjava/lang/Object."<init>":()V
4:aload_0
5:aload_1
6:putfield#2//Fieldtarget:Lcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity;
9:aload_1
10:aload_2
11:aload_3//调用Finder.findRequireViewAsType找到View,并进行类型转换,并复制给MainActivity中对一个的变量
12:ldc#4//int2131427412
14:ldc#5//Stringfield'myTextView'
16:ldc#6//classandroid/widget/TextView
//内部实际调用了findViewById
18:invokevirtual#7//Methodbutterknife/internal/Finder.findRequiredViewAsType:(Ljava/lang/Object;ILjava/lang/String;Ljava/lang/Class;)Ljava/lang/Object;
21:checkcast#6//classandroid/widget/TextView
24:putfield#8//Fieldcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity.myTextView:Landroid/widget/TextView;
27:return

publicvoidunbind();
Code:
0:aload_0
1:getfield#2//Fieldtarget:Lcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity;
4:astore_1
5:aload_1
6:ifnonnull19
9:new#9//classjava/lang/IllegalStateException
12:dup
13:ldc#10//StringBindingsalreadycleared.
15:invokespecial#11//Methodjava/lang/IllegalStateException."<init>":(Ljava/lang/String;)V
18:athrow
19:aload_1
20:aconst_null//解除绑定,设置对应的变量为null
21:putfield#8//Fieldcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity.myTextView:Landroid/widget/TextView;
24:aload_0
25:aconst_null
26:putfield#2//Fieldtarget:Lcom/example/admin/androidannotationsample/MainActivity;
29:return
}

Finder的源码

packagebutterknife.internal;

importandroid.app.Activity;
importandroid.app.Dialog;
importandroid.content.Context;
importandroid.support.annotation.IdRes;
importandroid.view.View;

@SuppressWarnings("UnusedDeclaration")//Usedbygeneratedcode.
publicenumFinder{
VIEW{
@OverridepublicViewfindOptionalView(Objectsource,@IdResintid){
return((View)source).findViewById(id);
}

@OverridepublicContextgetContext(Objectsource){
return((View)source).getContext();
}

@OverrideprotectedStringgetResourceEntryName(Objectsource,@IdResintid){
finalViewview=(View)source;
//Ineditmode,getResourceEntryName()isunsupportedduetouseofBridgeResources
if(view.isInEditMode()){
return"<unavailablewhileediting>";
}
returnsuper.getResourceEntryName(source,id);
}
},
ACTIVITY{
@OverridepublicViewfindOptionalView(Objectsource,@IdResintid){
return((Activity)source).findViewById(id);
}

@OverridepublicContextgetContext(Objectsource){
return(Activity)source;
}
},
DIALOG{
@OverridepublicViewfindOptionalView(Objectsource,@IdResintid){
return((Dialog)source).findViewById(id);
}

@OverridepublicContextgetContext(Objectsource){
return((Dialog)source).getContext();
}
};

//查找对应的Finder,如上面的ACTIVITY,DIALOG,VIEW
publicabstractViewfindOptionalView(Objectsource,@IdResintid);

publicfinal<T>TfindOptionalViewAsType(Objectsource,@IdResintid,Stringwho,
Class<T>cls){
Viewview=findOptionalView(source,id);
returncastView(view,id,who,cls);
}

publicfinalViewfindRequiredView(Objectsource,@IdResintid,Stringwho){
Viewview=findOptionalView(source,id);
if(view!=null){
returnview;
}
Stringname=getResourceEntryName(source,id);
thrownewIllegalStateException("Requiredview'"
+name
+"'withID"
+id
+"for"
+who
+"wasnotfound.Ifthisviewisoptionaladd'@Nullable'(fields)or'@Optional'"
+"(methods)annotation.");
}

//来自ViewBinding的调用
publicfinal<T>TfindRequiredViewAsType(Objectsource,@IdResintid,Stringwho,
Class<T>cls){
Viewview=findRequiredView(source,id,who);
returncastView(view,id,who,cls);
}

publicfinal<T>TcastView(Viewview,@IdResintid,Stringwho,Class<T>cls){
try{
returncls.cast(view);
}catch(ClassCastExceptione){
Stringname=getResourceEntryName(view,id);
thrownewIllegalStateException("View'"
+name
+"'withID"
+id
+"for"
+who
+"wasofthewrongtype.Seecauseformoreinfo.",e);
}
}

@SuppressWarnings("unchecked")//That'sthepoint.
publicfinal<T>TcastParam(Objectvalue,Stringfrom,intfromPos,Stringto,inttoPos){
try{
return(T)value;
}catch(ClassCastExceptione){
thrownewIllegalStateException("Parameter#"
+(fromPos+1)
+"ofmethod'"
+from
+"'wasofthewrongtypeforparameter#"
+(toPos+1)
+"ofmethod'"
+to
+"'.Seecauseformoreinfo.",e);
}
}

protectedStringgetResourceEntryName(Objectsource,@IdResintid){
returngetContext(source).getResources().getResourceEntryName(id);
}

publicabstractContextgetContext(Objectsource);
}

Otto

OttoBus是一个专为Android改装的EventBus,在很多项目中都有应用.由Square开源共享.

publicclassEventBusTest{
privatestaticfinalStringLOGTAG="EventBusTest";
BusmBus=newBus();

publicvoidtest(){
mBus.register(this);
}

classNetworkChangedEvent{

}

@Produce
publicNetworkChangedEventsendNetworkChangedEvent(){
returnnewNetworkChangedEvent();
}

@Subscribe
publicvoidonNetworkChanged(NetworkChangedEventevent){
Log.i(LOGTAG,"onNetworkChangedevent="+event);
}
}

Otto的工作原理

使用@Produce和@Subscribe标记方法
当调用bus.register方法,去检索注册对象的标记方法,并cache映射关系
当post事件时,将事件与handler方法对应加入事件队列
抽取事件队列,然后调用handler处理

如下为对Otto如何利用注解的分析

register的源码

publicvoidregister(Objectobject){
if(object==null){
thrownewNullPointerException("Objecttoregistermustnotbenull.");
}
enforcer.enforce(this);
//查找object中的Subscriber
Map<Class<?>,Set<EventHandler>>foundHandlersMap=handlerFinder.findAllSubscribers(object);
for(Class<?>type:foundHandlersMap.keySet()){
Set<EventHandler>handlers=handlersByType.get(type);
if(handlers==null){
//concurrentputifabsent
Set<EventHandler>handlersCreation=newCopyOnWriteArraySet<EventHandler>();
handlers=handlersByType.putIfAbsent(type,handlersCreation);
if(handlers==null){
handlers=handlersCreation;
}
}
finalSet<EventHandler>foundHandlers=foundHandlersMap.get(type);
if(!handlers.addAll(foundHandlers)){
thrownewIllegalArgumentException("Objectalreadyregistered.");
}
}

for(Map.Entry<Class<?>,Set<EventHandler>>entry:foundHandlersMap.entrySet()){
Class<?>type=entry.getKey();
EventProducerproducer=producersByType.get(type);
if(producer!=null&&producer.isValid()){
Set<EventHandler>foundHandlers=entry.getValue();
for(EventHandlerfoundHandler:foundHandlers){
if(!producer.isValid()){
break;
}
if(foundHandler.isValid()){
dispatchProducerResultToHandler(foundHandler,producer);
}
}
}
}
}

HandlerFinder源码

interfaceHandlerFinder{

Map<Class<?>,EventProducer>findAllProducers(Objectlistener);

Map<Class<?>,Set<EventHandler>>findAllSubscribers(Objectlistener);

//Otto注解查找器
HandlerFinderANNOTATED=newHandlerFinder(){
@Override
publicMap<Class<?>,EventProducer>findAllProducers(Objectlistener){
returnAnnotatedHandlerFinder.findAllProducers(listener);
}

@Override
publicMap<Class<?>,Set<EventHandler>>findAllSubscribers(Objectlistener){
returnAnnotatedHandlerFinder.findAllSubscribers(listener);
}
};

具体查找实现

/**Thisimplementationfindsallmethodsmarkedwitha{@linkSubscribe}annotation.*/
staticMap<Class<?>,Set<EventHandler>>findAllSubscribers(Objectlistener){
Class<?>listenerClass=listener.getClass();
Map<Class<?>,Set<EventHandler>>handlersInMethod=newHashMap<Class<?>,Set<EventHandler>>();

Map<Class<?>,Set<Method>>methods=SUBSCRIBERS_CACHE.get(listenerClass);
if(null==methods){
methods=newHashMap<Class<?>,Set<Method>>();
loadAnnotatedSubscriberMethods(listenerClass,methods);
}
if(!methods.isEmpty()){
for(Map.Entry<Class<?>,Set<Method>>e:methods.entrySet()){
Set<EventHandler>handlers=newHashSet<EventHandler>();
for(Methodm:e.getValue()){
handlers.add(newEventHandler(listener,m));
}
handlersInMethod.put(e.getKey(),handlers);
}
}

returnhandlersInMethod;
}

以上就是关于Android中注解的一些总结,文章部分内容参考自SupportAnnotations,希望能帮助大家对注解有基础的认识,并运用到实际的日常开发之中。

通过此文希望能帮助你彻底了解Android注解机制,谢谢大家对本站的支持！

Android 中的注解深入探究

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