手撸一个 Router 框架（上）：熟悉 APT

王晨彦
3,492 阅读6分钟

前言

目前业界已经有很多成熟的路由框架，最著名的应该是 ARouter，那么我们今天为什么还要重新造轮子呢？ 我个人觉得有以下原因：

  1. ARouter 过于强大，很多功能我们不一定用得上，而且不一定适合我们的项目，自己撸一个，可以在满足项目需求的情况下，功能上去繁就简。
  2. 实践出真知，我想这也是很多开发者重复造轮子的主要原因吧。我们经常阅读许多大牛对于优秀框架的剖析，但那也只是大牛的理解，我们自己的呢？
  3. 便于排查问题。使用开源框架遇到问题一般会耗费更多的排查时间，因为我们对源码“不够熟悉”，而自己撸的一般都可以快速定位问题。

准备

进入正题前，我们先预告一下接下来会涉及到的知识点

  1. Kotlin，本文代码主要基于 Kotlin 语言编写，相信大家都知道 Kotlin 的好处了吧？
  2. APT，即 Annotation Processing Tool，注解处理器，用于在编译时扫描和处理注解，即解析和保存路由信息。
  3. 拦截器机制，众所周知 OKHTTP 的拦截器机制是十分强大的，我们也将参考并沿用这套机制。

正文

使用注解处理器，一般需要3个 Module：

  1. annotation - 包含注解类，提供给 compiler、api 和 app 使用
  2. compiler - 编译器，即注解处理器，在打包时处理注解
  3. api - 提供路由的 api 接口

注解 Module

新建 Java Module

创建 Router 注解

/**
 * 标记路由信息，仅支持 Activity
 */
@Target(AnnotationTarget.CLASS)
@Retention(AnnotationRetention.RUNTIME)
annotation class Router(
        /**
         * URL path，可以为 "" 或者以 "/" 开头，例如 "/example\\.html"，支持正则表达式，注意转义
         */
        val value: String,
        /**
         * URL scheme，不包含 "://"，例如 "http"，支持正则表达式，注意转义
         */
        val scheme: String = "(http|https|native|domain)",
        /**
         * URL host，不包含 "/"，例如 "www\\.google\\.com"，支持正则表达式，注意转义
         */
        val host: String = "(\\w+\\.)*domain\\.com",
        /**
         * 是否需要登录，默认不需要
         *
         * 需要调用 [CRouter#setLoginProvider] 才能生效
         */
        val needLogin: Boolean = false
)

提供以下参数

  • value: 路由路径，即 path，为了方便这里直接用 value，不用显式指定参数名
  • scheme、host: 这两个即是字面意思，提供默认值，一般使用默认值即可
  • needLogin: 用于登录拦截，拦截机制下篇会讲到

注意一点，这里为了便于匹配，这里 scheme、host、path 都支持正则表达式，这样一条规则可以匹配 N 多链接，也可以支持参数在 path 中的链接形式，不过要注意对于特殊字符的转义

举个栗子，要支持如下链接

https://www.wanandroid.com/blog/show/2657

参数文章 ID 是 2657，那么 path 就可以写为

/bolg/show/\\d+

看一下在 Activity 中的使用

@Router("/home/rankList")
class RankListActivity : BaseActivity() {
    ......
}

注解处理 Module

新建 Java Module，和上一步类似，这里不再截图

在 Module build.gradle 中添加以下依赖

dependencies {
    compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk8:$kotlin_version"
    implementation 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc6'
    implementation 'com.squareup:javapoet:1.11.1'
    implementation project(':crouter-annotation')
}
  • auto-service: Google 出品，用于自动注册注解处理器
  • javapoet: square 大厂的杰作，用于便捷的生成 Java 文件

接下来新建 RouterProcessor

@AutoService(Processor::class)
class RouterProcessor : AbstractProcessor() {

    override fun getSupportedAnnotationTypes(): MutableSet<String> {
        val supportAnnotationTypes = mutableSetOf<String>()
        supportAnnotationTypes.add(Router::class.java.canonicalName)
        return supportAnnotationTypes
    }

    override fun getSupportedSourceVersion(): SourceVersion {
        return SourceVersion.latestSupported()
    }

    override fun process(annotations: MutableSet<out TypeElement>?, roundEnv: RoundEnvironment): Boolean {
        return false
    }
}

  • 继承自 AbstractProcessor，表明是一个注解处理器

  • 添加 AutoService 注解，用于自动生成 META-INF 配置信息

这里遇到一个坑，我使用的是 Android Studio 3.1.4 和 Kotlin 1.2.60，无论如何也不会自动生成 META-INF，导致编译时无法识别 Processor，最后只能手动添加：

在 src/main 目录下新建 /resources/META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor 目录和文件

文件内容是 Processor 的包名 + 类名

me.wcy.crouter.compiler.RouterProcessor

  • 重写 getSupportedAnnotationTypes，指定支持的注解类型，即 Router::class

  • 重写 getSupportedSourceVersion，指定支持源码版本，这个是固定模板

  • 主要在 process 中对注解进行处理

确认注解生效

为了确认我们的注解已经创建成功了，我们在 app 中引入注解处理器

app build.gradle

apply plugin: 'kotlin-kapt'

dependencies {
    implementation project(':crouter-annotation')
    kapt project(':crouter-compiler')
}

Kotlin 中使用 kapt 添加注解处理器

我们在 Processor 的 process 方法中输出一条日志

private lateinit var messager: Messager

override fun init(processingEnv: ProcessingEnvironment) {
    super.init(processingEnv)
    // 保存 messager 对象
    this.messager = processingEnv.messager
}

override fun process(annotations: MutableSet<out TypeElement>?, roundEnv: RoundEnvironment): Boolean {
    this.messager.printMessage(Diagnostic.Kind.WARNING, "=============> RouterProcessor 已经生效")
    return false
}

这里也遇到了一个坑，Kotlin 中 NOTE 及以下级别的日志不会在控制台打印，所以至少要使用 WARNING 级别以上的日志

不得不说 Kotlin 的坑还是不少的

不过据说在新版本都已经修复了，我还没有验证，大家可以试一下

尝试一下，Build -> Rebuild Project，然后观察 build 日志

正常情况下，我们已经可以看到 Processor 的日志了，激动

如果没有看到日志，需要回过头一步步排查下哪里没写对

收集路由注解

我们已经验证 Processor 有效，下面开始解析路由注解

首先，在 init 中保存需要的对象

private lateinit var filer: Filer
private lateinit var elementUtil: Elements
private lateinit var typeUtil: Types

override fun init(processingEnv: ProcessingEnvironment) {
    super.init(processingEnv)

    filer = processingEnv.filer
    elementUtil = processingEnv.elementUtils
    typeUtil = processingEnv.typeUtils
    Log.setLogger(processingEnv.messager)
}

这里对日志进行封装，方便使用

override fun process(annotations: MutableSet<out TypeElement>?, roundEnv: RoundEnvironment): Boolean {
    val routerElements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(Router::class.java)
    val activityType = elementUtil.getTypeElement("android.app.Activity")

    for (element in routerElements) {
        val typeMirror = element.asType()
        val router = element.getAnnotation(Router::class.java)

        if (typeUtil.isSubtype(typeMirror, activityType.asType())) {
            Log.w("[CRouter] Found activity router: $typeMirror")
            var routerUrl = ProcessorUtils.assembleRouterUrl(router)
            routerUrl = ProcessorUtils.escapeUrl(routerUrl)
        }
    }

    ......
}

通过 roundEnv.getElementsAnnotatedWith(Router::class.java) 获取注解 Router 注解的 Class 信息

遍历 Class 信息，通过 element.getAnnotation(Router::class.java) 获取 Router 注解信息，即路由信息，根据路由信息拼装路由 URL

路由仅支持 Activity，因此需要排除掉不是 Activity 的 Class

保存路由信息

路由信息已经收集完成，接下来要保存到 Java 文件中，那么问题来了，我们首先要先预想一下保存的 Java 文件的结构是什么样的？

首先我们要有一个实体保存路由信息，这里我们可以使用接口

/**
 * 真正的路由信息
 */
interface Route {
    fun url(): String

    fun target(): Class<*>

    fun needLogin(): Boolean
}

路由信息最终需要汇总到一个列表中，提供一个接口，用于加载路由信息

/**
 * 路由加载器
 */
public interface RouterLoader {
    void loadRouter(Set<Route> routeSet);
}

routeSet 由外部传入，用于保存路由信息

生成的 Java 文件可以实现该接口，将扫描到的路由信息保存起来

这时有请 javapoet 登场

/**
 * Method: @Override public void loadRouter(Set<Route> routerSet)
 */
val loadRouterMethodBuilder = MethodSpec.methodBuilder(ProcessorUtils.METHOD_NAME)
        .addAnnotation(Override::class.java)
        .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
        .addParameter(groupParamSpec)

for (element in routerElements) {
    val typeMirror = element.asType()
    val router = element.getAnnotation(Router::class.java)

    if (typeUtil.isSubtype(typeMirror, activityType.asType())) {
        Log.w("[CRouter] Found activity router: $typeMirror")

        val activityCn = ClassName.get(element as TypeElement)
        var routerUrl = ProcessorUtils.assembleRouterUrl(router)
        routerUrl = ProcessorUtils.escapeUrl(routerUrl)

        /**
         * Statement: routerSet.add(RouterBuilder.buildRouter(url, needLogin, target));
         */
        loadRouterMethodBuilder.addStatement("\$N.add(\$T.buildRouter(\$N, \$N, \$T.class))", ProcessorUtils.PARAM_NAME,
                routerBuilderCn, routerUrl, router.needLogin.toString(), activityCn)
    }
}

/**
 * Write to file
 */
JavaFile.builder("me.wcy.router.annotation.loader",
        TypeSpec.classBuilder(ProcessorUtils.getFileName())
                .addJavadoc(ProcessorUtils.JAVADOC)
                .addSuperinterface(ClassName.get(RouterLoader::class.java))
                .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                .addMethod(loadRouterMethodBuilder.build())
                .build())
        .build()
        .writeTo(filer)

这里贴出了主要代码，主要是创建了一个 Java 类，实现上面的 RouterLoader 接口，添加 loadRouter 方法，保存路由信息，最后添加注释、修饰符等属性，写入文件，javapoet 的使用不属于本文范畴，因此不再展开讲解，完整代码可参考源码

为了方便生成代码，将构造路由信息封装为一个方法

public class RouterBuilder {
    public static Route buildRouter(String url, boolean needLogin, Class target) {
        return new Route() {
            @NotNull
            @Override
            public String url() {
                return url;
            }
            @NotNull
            @Override
            public Class target() {
                return target;
            }
            @Override
            public boolean needLogin() {
                return needLogin;
            }
        };
    }
}

不知道泥萌有没有发现，这里出现了 Java 代码的身影（不对，好像前面就出现了，算了，我也懒得找了😓），不是说好用 Kotlin 吗，欺骗感情？

少侠请息怒，真的不是我欺骗大家感情，我也想全程 Kotlin 啊，可是 javapoet 他不支持 Kotlin 啊...

生成的 Java 文件使用固定包名 me.wcy.router.annotation.loader，生成类名的方法

fun getFileName(): String {
    return "RouterLoader" + "_" + UUID.randomUUID().toString().replace("-", "")
}

大家不妨思考一下，这里为什么使用 RouterLoader + UUID 的方式生成类名？

是因为对于多 Module 项目，每个 Module 都需要收集路由信息，使用随机命名防止被覆盖

这时有些同学站起来了：随机类名看着太乱，如果我想以 Module 的名字命名怎么办？

好问题！

如果想要根据 Module 命名，可以利用 kapt 设置 Module 的参数，在 Processor 的 init 方法中读取参数 官方文档传送门

  • 在使用 apt 的 Module 的 build.gradle 中添加
android {
}

kapt {
    arguments {
        arg("moduleName", project.name)
    }
}
  • 在 Processor 的 init 方法中读取
override fun init(processingEnv: ProcessingEnvironment) {
    super.init(processingEnv)

    val moduleName = processingEnv.options["moduleName"]
}

到这里，我们完成了路由信息解析和创建 Java 文件保存路由信息，下面让我们 Rebuild 一下

正常情况下，我们已经可以在 app/build/generated/source/kapt/debug/me/wcy/router/annotation/loader 下看到我们在编译器生成的 Java 文件了

打开看一下内容

/**
 * DO NOT EDIT THIS FILE! IT WAS GENERATED BY CROUTER.
 */
public class RouterLoader_52def16bb9fa438ca17fec7b3b3f6787 implements RouterLoader {
  @Override
  public void loadRouter(Set<Route> routerSet) {
    routerSet.add(RouterBuilder.buildRouter("(http|https|native|domain)://(\\w+\\.)*domain\\.com", false, HomeActivity.class));
    routerSet.add(RouterBuilder.buildRouter("(http|https|native|domain)://(\\w+\\.)*domain\\.com/home/rankList", false, RankListActivity.class));
    routerSet.add(RouterBuilder.buildRouter("(http|https|native|domain)://(\\w+\\.)*domain\\.com/home/newTask", false, NewerTaskActivity.class));
  }
}

大功告成！

文章篇幅所限，本文暂且讲到这里，敬请期待下篇 「手撸一个 Router 框架（下）：路由拦截机制」

手撸一个 Router 框架（下）：路由拦截机制

源码

查看源码

总结

本文是 手撸一个 Router 框架 的上篇，主要讲了 APT 在 Kotlin 环境下的使用，并实现了一个完整的 APT 框架。小弟资历有限，如果那哪里说得不对，还望各位大哥指出🙏

如果觉得本文对你有帮助，还请不吝赐赞😄

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