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:

APT + 注解处理器（AbstractProcess）+ 代码处理（javaPoet）+ 处理器注册（AutoService）

这里我们了解下相关概念：

APT

是一个工具，可以用于检查源代码中的注解，并生成相应的代码。

AbstractProcess：

是 Java 中的一个抽象类，用于定义一个处理程序或者一个抽象的执行环境。在 Java 的编程过程中，经常需要在类的开头或者方法中加入注解，来标记这个方法或者类是抽象的，或者是实现了某个接口。这时候，AbstractProcess 类就可以用来定义注解处理器，用来处理这些注解。

APT框架中的核心类是AbstractProcessor，它定义了如何在代码中处理注解。当APT工具扫描文件时，它会调用实现AbstractProcessor类的一个或多个类的process()方法，以捕获和处理注解。

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：

  1. Java编译器会将源文件传递给APT进行处理；
  2. APT会扫描源文件中所有的注解，并找到对应的处理器；
  3. 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)；
  4. 生成的Java代码文件被编译成字节码文件；
  5. 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classClass 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

1、扫描所有被注解标记的Element，获得注解标记的element

2、遍历Element，并根据不同的页面进行分类

3、按规则进行字符串拼接，用于拼接生成帮助类代码

4、使用JavaFileObject写入文件生成java代码

（输出的文件在build->generated-ap_generated_sources->debug->out->包名目录下）

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/** * 注解处理方法， * * @param set注解的类型集合 * @param roundEnv 运行环境 * @return */@Overridepublic boolean process(Set 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elementSet 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：

  1. 在main 目录下新建 resources 资源文件夹；
  2. 在 resources文件夹下建立 META-INF/services 目录文件夹；
  3. 在 META-INF/services 目录文件夹下创建 javax.annotation.processing.Processor 文件；
  4. 在 javax.annotation.processing.Processor 文件写入注解处理器的全称，包括包路径；

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;@Overrideprotected 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，

  • 生成代码时需要字符串拼接，代码量多的时候容易出错，排查困难
  • 需要继承AbstrctProcessor并重写多个方法，写入注解容易遗漏
  • 注册APT的步骤繁琐，需手动创建文件

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。

1、创建一个类并继承自AbstractProcessor

2、通过注解 @AutoService(Processor.class) 将创建的新类注册为 APT 处理器。

也可以手动创建，详细见下面demo说明

3、在build.gradle文件或项目的构建文件中指定APT处理器。

annotationProcessor project(':apt-compiler-processor')

4、运行项目来激活APT处理器并让其开始处理。

在 Eclipse 中你可以设置Java Compiler > Annotation Processing选项卡中的Enable annotation processing复选框来启用它，

在 Intellij IDEA 中，你需要选择菜单中的"Build" > "Rebuild project"来刷新生成器任务列表。完成这些步骤后，就可以开始使用 AbstractProcessor 创建自己的注解处理器。

在安卓中，直接构建项目即可。

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