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ViewBinding 的本质

今天我们来深入的了解 ViewBinding 的本质,看看他是怎么生成 ActivityMainBinding 这种文件的。

使用

ViewBinding 目前只支持 as3.6,使用方法很简单,仅仅只需要添加如下代码:

android {
    viewBinding {
        enabled = true
    }
}
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make project 之后,会在对应的 module 路径:

app/build/generated/data_binding_base_class_source_out/${buildTypes}/out/${包名}/databinding

生成 ViewBinding 文件,为什么我会说 对应的 module ?因为 viewBinding 只对当前设置了 enabled = true 的 module 才会进行处理。

然后来看下处理后的文件:

public final class ActivityMainBinding implements ViewBinding {
  @NonNull
  private final ConstraintLayout rootView;
  @NonNull
  public final Button tv;

  private ActivityMainBinding(@NonNull ConstraintLayout rootView, @NonNull Button tv) {
    this.rootView = rootView;
    this.tv = tv;
  }
  @Override
  @NonNull
  public ConstraintLayout getRoot() {
    return rootView;
  }
  @NonNull
  public static ActivityMainBinding inflate(@NonNull LayoutInflater inflater) {
    return inflate(inflater, null, false);
  }
  @NonNull
  public static ActivityMainBinding inflate(@NonNull LayoutInflater inflater,
      @Nullable ViewGroup parent, boolean attachToParent) {
    View root = inflater.inflate(R.layout.activity_main, parent, false);
    if (attachToParent) {
      parent.addView(root);
    }
    return bind(root);
  }
  @NonNull
  public static ActivityMainBinding bind(@NonNull View rootView) {
    // The body of this method is generated in a way you would not otherwise write.
    // This is done to optimize the compiled bytecode for size and performance.
    String missingId;
    missingId: {
      Button tv = rootView.findViewById(R.id.tv);
      if (tv == null) {
        missingId = "tv";
        break missingId;
      }
      return new ActivityMainBinding((ConstraintLayout) rootView, tv);
    }
    ...
  }
}

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我们来看看这个文件有哪些信息:

  • R.layout.activity_main 布局文件
  • 布局文件中的 view 控件和 view id
  • 布局文件的 rootView 和类型

接下来,我们会通过源码的方式来跟踪到,这些信息是怎么产生的。

具体使用可以参考文章:[译]深入研究ViewBinding 在 include, merge, adapter, fragment, activity 中使用

准备

由于我们并没有依赖其他 plugin 就可以使用,所以能被直接识别只能是 classpath 依赖的 gradle 了:

classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.6.1'

既然 make project 之后就可以看到 ViewBinding 的生成类,那么,我们可以根据 make project 的 build 信息查看做了哪些 task:

> Task :app:dataBindingMergeDependencyArtifactsDebug UP-TO-DATE
> Task :app:dataBindingMergeGenClassesDebug UP-TO-DATE
> ...
> Task :app:dataBindingGenBaseClassesDebug
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没有找到 ViewBinding,但找到了 dataBinding,但可以肯定的是,这个 dataBinding 就是生成 ViewBinding 的 task(因为没有其他的 task 带有 binding)。

然后我们可以去 maven 仓库找一下 gradle:3.6.1 ,惊喜的是,gradle:3.6.1 的依赖项有 18 个,第一个就是 Data Binding Compiler Common:

image.png
然后我们进去找到对应的 compiler 3.6.1 版本,通过 gradle 依赖,我们就能看到源码了:

compile group: 'androidx.databinding', name: 'databinding-compiler-common', version: '3.6.1'

image.png
可以看到,ViewBinding 是属于 dataBinding 库里面的一个小功能。

阶段一:收集元素

由于我们仅仅只是查看 dataBinding compiler,所以,对于 gradle 调用 compiler 的哪个部分进行联结,我们是查看不到的,但这也不影响我们跟踪源码。

我们直接来看 :

LayoutXmlProcessor.java

public boolean processResources(final ResourceInput input, boolean isViewBindingEnabled) throws ParserConfigurationException, SAXException, XPathExpressionException,IOException
{
   ...
   // 文件处理 callback
   ProcessFileCallback callback = new ProcessFileCallback(){
   ...
   // 是否是增量编译
   if (input.isIncremental()) {
       // 增量编译文件处理
       processIncrementalInputFiles(input, callback);
   } else {
   	   // 全量编译文件处理
       processAllInputFiles(input, callback);
   }
   ...
 }
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我们直接来看 全量编译文件处理 :

 private static void processAllInputFiles(ResourceInput input, ProcessFileCallback callback)throws IOException, XPathExpressionException, SAXException, ParserConfigurationException {
        ...
        for (File firstLevel : input.getRootInputFolder().listFiles()) {
            if (firstLevel.isDirectory()) {
                // ①、判断 firstLevel.getName() 的 startWith 是否为 layout
                if (LAYOUT_FOLDER_FILTER.accept(firstLevel, firstLevel.getName())) {
                    // ②、创建 subPath 
                    callback.processLayoutFolder(firstLevel);
                    // ③、遍历 firstLevel 目录下面的所有文件,满足 toLowerCase().endsWith(".xml");
                    for (File xmlFile : firstLevel.listFiles(XML_FILE_FILTER)) {
                       // ④、处理布局文件
                        callback.processLayoutFile(xmlFile);
                    }
                } else {
        ...
    }
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①、判断当前的文件夹的文件名 startWith 是否是 layout 
②、会创建一个文件输出目录, 输出目录为 new File(input.getRootOutputFolder(),file path); 这个 file path 做了与输入目录的 relativize 化,其实,可以理解为,这个输出目录为 输出目录 + file 文件名 。
③、判断 layout 下面的文件名 endWith 是否是 .xml 
④、处理 xml 文件,这个地方也会创建一个输出目录,跟 ② 的方式一样,最终,这个方法会调用到 processSingleFile 方法

然后我们来看下 processSingleFile 方法:

 public boolean processSingleFile(@NonNull RelativizableFile input, @NonNull File output,boolean isViewBindingEnabled) throws ParserConfigurationException, SAXException, XPathExpressionException,IOException {
     // ①、解析 xml
     final ResourceBundle.LayoutFileBundle bindingLayout = LayoutFileParser
         .parseXml(input, output, mResourceBundle.getAppPackage(), mOriginalFileLookup,
                   isViewBindingEnabled);
     ...
     // ②、缓存起来
     mResourceBundle.addLayoutBundle(bindingLayout, true);
     return true;
}
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①、这个地方会拿着 xml 文件的路径和输出路径进行解析
②、将解析结果缓存起来
然后来看下 xml 的解析 parseXml

LayoutFileParser.java

 @Nullable
public static ResourceBundle.LayoutFileBundle parseXml(@NonNull final RelativizableFile input,
                                                       @NonNull final File outputFile, @NonNull final String pkg,
                                                       @NonNull final LayoutXmlProcessor.OriginalFileLookup originalFileLookup,
                                                       boolean isViewBindingEnabled){
    ...
    return parseOriginalXml(
                RelativizableFile.fromAbsoluteFile(originalFile, input.getBaseDir()),
                pkg, encoding, isViewBindingEnabled);
}
                
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parseOriginalXml:

  private static ResourceBundle.LayoutFileBundle parseOriginalXml(
            @NonNull final RelativizableFile originalFile, @NonNull final String pkg,
            @NonNull final String encoding, boolean isViewBindingEnabled)
            throws IOException {
          ...
          // ①、是否是 databinding
          if (isBindingData) {
              data = getDataNode(root);
              rootView = getViewNode(original, root); 
          } else if (isViewBindingEnabled) { 
               // ②、viewBinding 是否开启
              data = null;
              rootView = root;// xml 的根元素
          } else {
              return null;
          }
      ...
      // 生成 bundle
      ResourceBundle.LayoutFileBundle bundle =
        new ResourceBundle.LayoutFileBundle(
       	  originalFile, xmlNoExtension, original.getParentFile().getName(), pkg,
          isMerge, isBindingData, getViewName(rootView));

      final String newTag = original.getParentFile().getName() + '/' + xmlNoExtension;
      // viewBinding 不会 解析 data
      parseData(original, data, bundle);
      // ③、解析表达式
      parseExpressions(newTag, rootView, isMerge, bundle);
      return bundle;
       
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①、是否是 databinding,这个的判断依据是,根元素是否是 layout , 获取 data 和 rootView
②、isViewBindingEnable 就是 gradle 设置的 enable = true,根元素就是就是他的 rootView,这个地方要注意的是 data = null,data 数据只有 databinding 才会有的元素,viewBinding 是不会去解析的
③、解析表达式,这里面会循环遍历元素,解析 view 的 id、tag、include、fragment 等等 xml 相关的元素,并且还有 databinding 相关的 @={ 的表达式,最后将结果缓存起来,源码我就补贴了,太多,影响文章

阶段二:写 Layout 文件

LayoutXmlProcessor.java

// xml 的输出目录
public void writeLayoutInfoFiles(File xmlOutDir) throws JAXBException {
        writeLayoutInfoFiles(xmlOutDir, mFileWriter);
}  
public void writeLayoutInfoFiles(File xmlOutDir, JavaFileWriter writer) throws JAXBException {
        // ①、遍历收集的 layout file
        for (ResourceBundle.LayoutFileBundle layout : mResourceBundle
                .getAllLayoutFileBundlesInSource()) {
            writeXmlFile(writer, xmlOutDir, layout);
        }
        ...
}
private void writeXmlFile(JavaFileWriter writer, File xmlOutDir,ResourceBundle.LayoutFileBundle layout)throws JAXBException {
        // ②、生成文件名
        String filename = generateExportFileName(layout);
        // ③、写文件
        writer.writeToFile(new File(xmlOutDir, filename), layout.toXML());
 }
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①、遍历之前收集到的所有 LayoutFileBundle,写入 xmlOutDir 路径
②、生成 LayoutFileBundle 的文件名,这个文件名最终生成为:

layout.getFileName() + '-' + layout.getDirectory() + ".xml

例如 activity_main.xml,生成的 fileName 为 activity_main-layout.xml
③、将 LayoutFileBundle 转换 xml ,写入文件

由于我们是直接跟踪的 databinding compiler 库,所以无法跟踪到 gradle 是什么联结 compiler 库的,所以,xmlOutDir 我是未知的,也不知道他存到了哪,但没有关系,我们既然知道了生成的文件名规则,我们可以全局搜索该文件,最终,我们在该目录中搜索到:

app/build/intermediates/data_binding_layout_info_type_merge/debug/out/activity_main-layout.xml

文件内容如下:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="yes"?>
<Layout directory="layout" filePath="/Users/codelang/project/app/src/main/res/layout/activity_main.xml"
    isBindingData="false"
    isMerge="false" layout="activity_main" modulePackage="com.codelang.viewBinding"
    rootNodeType="androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout">
    <Targets>
        <Target tag="layout/activity_main_0"
            view="androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout">
            <Expressions />
            <location endLine="31" endOffset="51" startLine="1" startOffset="0" />
        </Target>
        <Target id="@+id/tv" view="Button">
            <Expressions />
            <location endLine="16" endOffset="51" startLine="8" startOffset="4" />
        </Target>
    </Targets>
</Layout>
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这份 xml 描述了原始 layout 的相关信息,对于 include 和 merge 是怎么关联 tag 的,读者可以自行运行查看

阶段三:写 ViewBinding 类

BaseDataBinder.java

@Suppress("unused")// used by tools
class BaseDataBinder(val input : LayoutInfoInput) {
    init {
        input.filesToConsider.forEach {
            it.inputStream().use {
                // 又将上面收集的 layout,将 xml 转成 LayoutFileBundle
                val bundle = LayoutFileBundle.fromXML(it)
                // 缓存进 ResourceBundle
                resourceBundle.addLayoutBundle(bundle, true)
             }
        }
        ...
    }
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可以看到,最后又去读之前生成的 layout xml,这个地方为什么会又写又读,而不是直接利用之前 layout 的缓存?我想可能是因为解耦,他们都是独立的 task。

然后来看是如何生成 Binding 类的:

@Suppress("unused")// used by android gradle plugin
fun generateAll(writer : JavaFileWriter) {
   // 拿到所有的 LayoutFileBundle,并根据文件名进行分组排序
   val layoutBindings = resourceBundle.allLayoutFileBundlesInSource
            .groupBy(LayoutFileBundle::getFileName)
   // 遍历 layoutBindings
   layoutBindings.forEach { layoutName, variations ->
       // 将 LayoutFileBundle 信息包装成 BaseLayoutModel
       val layoutModel = BaseLayoutModel(variations)
       val javaFile: JavaFile
       val classInfo: GenClassInfoLog.GenClass
        // 当前是否是 databinding
        if (variations.first().isBindingData) {
              ...
        } else {
          // ①、不是的话,按照 ViewBinding 处理
          val viewBinder = layoutModel.toViewBinder()
          // ②、生成 java file 文件
          javaFile = viewBinder.toJavaFile(useLegacyAnnotations = !useAndroidX)
          ...
        }
	    writer.writeToFile(javaFile)
    ...
 }
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①、toViewBinder 是 BaseLayoutModel 的拓展函数,他会将 LayoutFileBundle 包装成 ViewBinder 类返回 
②、toJavaFile 是 ViewBinder 的拓展函数,该拓展函数在 ViewBinderGenerateSource 类中

ViewBinderGenerateSource.java

// ①、最终会调用到 JavaFileGenerator 的 create 方法
fun ViewBinder.toJavaFile(useLegacyAnnotations: Boolean = false) =
    JavaFileGenerator(this, useLegacyAnnotations).create()
    
private class JavaFileGenerator(
    private val binder: ViewBinder,
    private val useLegacyAnnotations: Boolean) {
    // 最终会调用生成 javaFile 方法,生成的类信息主要看 typeSpec 方法
    fun create() = javaFile(binder.generatedTypeName.packageName(), typeSpec()) {
        addFileComment("Generated by view binder compiler. Do not edit!")
    }

复制代码
  private fun typeSpec() = classSpec(binder.generatedTypeName) {
        addModifiers(PUBLIC, FINAL)

        val viewBindingPackage = if (useLegacyAnnotations) "android" else "androidx"
        addSuperinterface(ClassName.get("$viewBindingPackage.viewbinding", "ViewBinding"))

        // TODO determine if we can elide the separate root field if the root tag has an ID.
        addField(rootViewField())
        addFields(bindingFields())

        addMethod(constructor())
        addMethod(rootViewGetter())

        if (binder.rootNode is RootNode.Merge) {
            addMethod(mergeInflate())
        } else {
            addMethod(oneParamInflate())
            addMethod(threeParamInflate())
        }

        addMethod(bind())
}
复制代码


这个地方就贴 typeSpec 方法了,具体的,大家可以自己去看源码,从 typeSpec 中,我们就可以看到点生成的 ViewBinding 类包含了哪些东西,rootView 字段,inflater 、bind 方法。

总结

文章已经尽量保持源码简短,只贴核心部分。本来还想絮絮叨叨一下,算了,就到这