一、定义

Java APT 是 Java 技术设计的一个 APT 架构，

APT（Annotation Processing Tool）即注解处理器，它是一种处理注解的工具，也是javac中的一个工具，用于在编译阶段未生成class之前对源码中的注解进行扫描和处理。

APT可以用来在编译时扫描和处理注解，它可以用来获取到注解和被注解对象的相关信息，在拿到这些信息后我们可以根据需求来自动的生成一些代码，省去了手动编写。在Android中有如ButterKnife、Dagger、EventBus等第三方框架，都采用了APT。

常用的使用方式是这样的:

二、APT工作原理

Java Annotations Processing Tool（APT）是一个预处理器，可以在Java代码编译期间读取注解，并生成相关的代码。

它的工作原理如下：

Java编译器会将源文件传递给APT进行处理；
APT会扫描源文件中所有的注解，并找到对应的处理器；
处理器会对注解进行处理，并生成新的Java代码文件(或其他文件)；
生成的Java代码文件被编译成字节码文件；
编译器将生成的字节码文件和原始Java代码文件一起打包成jar包或class文件。

APT通过Java标准类库中的javax.annotation.processing包提供注解处理的框架。注解处理器必须实现该包中的特定接口，这些接口定义了APT框架的核心功能。通过实现接口，注解处理器能够直接访问来自编译器的数据，以及用于注解处理的元数据信息。注解处理器总是运行在 Java 编译环境中。

APT的使用可以帮助简化一些重复、冗杂的代码生成工作。

三、APT实战1(运行时注解) - 一步步教你写ButterKnife

使用运行时注解的方式实战简单APT，这个比较简单，就是用反射的方式来实现，

void injectLayout(Context context) {
        // 1. 获取当前class
        Class<?> clazz = context.getClass();
        // 2. 根据class获取class上面的注解
        InjectContenttLayout annotation = clazz.getAnnotation(InjectContenttLayout.class);

        // 3. 获取注解中布局文件的id的值
        int layoutId = annotation.value();
        try {
            // 4. 获取activity中的setContentView方法
            Method method = clazz.getMethod("setContentView", int.class);
            // 5. 执行setContentView方法，传入layoutId参数
            method.invoke(context, layoutId);
        } catch (Exception e) {
        }
    }

四、APT实战2(编译时注解) - 一步步教你写ButterKnife

使用编译时注解的方式实战简单APT，手写ButterKnife框架，我们来写一下布局文件view的注入，比如我们不想写烦人的findViewById方法，直接用个注解来搞定，

本 Demo 下载

其核心思想是java的ioc（inversion of control），也叫di（dependency injection，依赖注入），是一种面向对象编程中的设计模式。下面我们开始

4.1 创建一个项目，如下图

4.2 新建自定义注解

创建一个Java Library Module名称叫 apt-annotation

在这个module中创建自定义注解 @BindView，如下图

4.3 实现APT Compiler处理注解

创建一个Java Library Module名称叫 apt-compiler-processor，并添加注解module依赖

dependencies {
    implementation project(':apt-annotation')
}

这个module的作用主要是用来处理注解，并生成java帮助类文件，拆解步骤为

如下图所示

该module在处理注解时，必须继承AbstractProcessor抽象类，入口类为process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnv)


    /**
     * 注解处理方法，
     *
     * @param set      注解的类型集合
     * @param roundEnv 运行环境
     * @return
     */
    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> set, RoundEnvironment roundEnv) {
        System.out.println("start process");
        if (set != null && set.size() != 0) {
            //1、 扫描所有被注解标记的Element，获得被BindView注解标记的element
            Set<? extends Element> elements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(BindView.class);

            categories(elements);

            for (TypeElement typeElement : mToBindMap.keySet()) {
                // 获取帮助类所有代码
                String code = generateCode(typeElement);
                // 构建要生成的帮助类的类名
                String helperClassName = typeElement.getQualifiedName() + "_ButterKnifeTest"; //

                System.out.println("start process 帮助类的类名= " + helperClassName);

                // 输出帮助类的java文件，
                // 在本例中就是MainActivity_ButterKnifeTest.java文件
                // 输出的文件在build->generated-ap_generated_sources->debug->out->包名目录下
                try {
                    System.out.println("生成帮助类 ");
                    JavaFileObject jfo = mFilerUtils.createSourceFile(helperClassName, typeElement);
                    Writer writer = jfo.openWriter();
                    writer.write(code);
                    writer.flush();
                    writer.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            return true;
        }
        return false;
    }

当代码写完后，就需要注册APT（如上图所示）

注册一个APT需要以下步骤：

4.4 以上步骤全部完成后，还需要对外提供API（当然也可以不拆分）

创建一个Android Library Module，名称叫apt-api,并添加依赖

dependencies {
    ...
 
    api project(':apt-annotation')
}

实现很简单，就是通过反射去调用APT生成的帮助类的方法去实现View的自动绑定，部分代码如下：


    public void inject(Object target) {
        String className = target.getClass().getCanonicalName();
        String helperName = className + "_ButterKnifeTest";
        System.out.println("ButterKnifeTest inject" + helperName);
        try {
            IBindHelper helper = (IBindHelper) (Class.forName(helperName).getConstructor().newInstance());
            helper.inject(target);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

最后就是使用了，在app module里添加依赖

dependencies {
    ...
    annotationProcessor project(':apt-compiler-processor')
    implementation project(':apt-api')
}

4.5 使用如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @BindView(value = R.id.test_textview)
    public TextView testTextView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        ButterKnifeTest.getInstance().inject(this);
        testTextView.setText("手写 butterknife demo");
    }
}

运行代码截图

五、痛点及优化

我们可以看到，按官方文档一步步来写apt比较繁琐，

针对以上问题：

1、我们可以使用JavaPoet来替代拼接字符串（ JavaPoet是一个用来生成Java代码的框架，对JavaPoet不了解的请自行学习）

官网地址： GitHub - square/javapoet: A Java API for generating .java source files.

2、使用Auto-Service来自动注册APT

这是谷歌官方出品的一个开源库，可以省去注册APT的步骤，只需要一行注释
先在apt-compiler模块中添加依赖

dependencies {
    ...
    
    implementation 'com.google.auto.service:auto-service:1.0-rc2'
}

然后添加注释即可，如下图所示：

六、一些疑问

5.1 手写注解处理器时，注解处理器processor为什么要在META-INFO注册？

META-INFO相当于一个信息包，用于存放一些meta information相关的信息，用来配置应用程序、扩展程序、类加载器和服务manifest.mf文件，在编译时，java编译器回去该文件中查找实现了AbstractProcess的子类，就相当于注册。

5.2 APT（Annotation Processing Tool）如何调用AbstractProcess的呢？（注解处理器是如何被系统调用的？）

annotationProcessor 指定apt处理器。

5.3 安卓中，APT项目会不会增加apk的体积？

不会，processor的作用是在编译器解析注解、生成文件等，只在编译器用到，是不会打包进apk的。

更高级的用法可自行阅读开源项目，向大佬学习～

Demo 下载：https://download.csdn.net/download/fumeidonga/87767415

java APT原理及APT实战 - 一步步教你写ButterKnife