Android注解框架对比分析

Java的注解(Annotation)相当于一种标记，在程序中加入注解就等于为程序打上某种标记，标记可以加在包，类，属性，方法，本地变量上。然后你可以写一个注解处理器去解析处理这些注解(人称编译时注解)，也可以在程序运行时利用反射得到注解做出相应的处理(人称运行时注解)。

开发Android程序时，没完没了的findViewById, setOnClickListener等等方法，已经让大多数开发者头疼不已。好在市面上有所谓的注解框架可以帮助开发者简化一些过程。比较流行的有butterknife, annotations, xutils, afinal, roboguice等等。今天我们就来对比一下这些注解框架。

ButterKnife框架分析

       首先看下Butterknife，来自Jakewharton大神的力作，特点是接入简单，依赖一个库就好了。另外在Android Studio上还有提供一个插件，自动生成注解与类属性。

       Butterknife目前支持的注解有: View绑定(Bind)，资源绑定(BindBool, BindColor, BindDimen, BindDrawble, BindInt, BindString)，事件绑定(OnCheckedChanged, OnClick, OnEditorAction, OnFocusChange, OnItemClick, OnItemLonGClick, OnItemSelected, OnLongClick, OnPageChange, OnTextChanged, OnTouch)。

       Butterknife的原理是运行时注解。先来看下一个demo。

public class MainActivity extends Activity {
 @Bind(R.id.tv1)
 TextView mTv1;
 @Bind(R.id.tv2)
 TextView mTv2;
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);
  ButterKnife.bind(this);
  mTv1.setText("tv1已经得到了控件的索引");
 }
 @OnClick(R.id.tv2)
 public void tv2OnClick() {
  Toast.makeText(this, "tv2被点击了", Toast.LENGTH_SHORT).show();
 }

这是一个View绑定的例子，你需要在成员变量上注解需要绑定的控件id，然后再调用ButterKnife.bind(Activity target)方法对带注解的成员变量进行赋值。ok, 看下ButterKnife.bind()是如何工作的。

 public static void bind(Activity target) {
 bind(target, target, Finder.ACTIVITY);
 }

由上面代码可以看出，最终需要调用bind(Object target, Object source, Finder finder)方法。

static void bind(Object target, Object source, Finder finder) {
 Class<?> targetClass = target.getClass();
 try {
  if (debug) Log.d(TAG, "Looking up view binder for " + targetClass.getName());
  ViewBinder<Object> viewBinder = findViewBinderForClass(targetClass);
  if (viewBinder != null) {
  viewBinder.bind(finder, target, source);
  }
 } catch (Exception e) {
  throw new RuntimeException("Unable to bind views for " + targetClass.getName(), e);
 }
 }

这个方法就是寻找或者生成对应的 ViewBinder对象，然后调用该对象的bind(Finder finder, T target, Object source)方法为被注解的变量赋值。先看下findViewBinderForClass(Class<?> cls)方法。

private static ViewBinder<Object> findViewBinderForClass(Class<?> cls)
  throws IllegalAccessException, InstantiationException {
 ViewBinder<Object> viewBinder = BINDERS.get(cls);
 if (viewBinder != null) {
  if (debug) Log.d(TAG, "HIT: Cached in view binder map.");
  return viewBinder;
 }
 String clsName = cls.getName();
 if (clsName.startsWith(ANDROID_PREFIX) || clsName.startsWith(JAVA_PREFIX)) {
  if (debug) Log.d(TAG, "MISS: Reached framework class. Abandoning search.");
  return NOP_VIEW_BINDER;
 }
 try {
  Class<?> viewBindingClass = Class.forName(clsName + ButterKnifeProcessor.SUFFIX);
  //noinspection unchecked
  viewBinder = (ViewBinder<Object>) viewBindingClass.newInstance();
  if (debug) Log.d(TAG, "HIT: Loaded view binder class.");
 } catch (ClassNotFoundException e) {
  if (debug) Log.d(TAG, "Not found. Trying superclass " + cls.getSuperclass().getName());
  viewBinder = findViewBinderForClass(cls.getSuperclass());
 }
 BINDERS.put(cls, viewBinder);
 return viewBinder;
 }

       可以看出是利用反射生成一个ViewBinder对象出来，而且还带有缓存，也就是说，同一个class多次调用只会反射一次。反射虽然比原生代码慢一些，但是如果只有一次反射的话，对性能的影响完全可以忽略不计。那现在的问题就是这个反射生成的ViewBinder是什么东西， 它的bind(Finder finder, T target, Object source) 方法是如何为被注解的变量赋值的？
       上面说过Butterknife框架是编译时注解，一般这类注解会在编译的时候，根据注解标识，动态生成一些类或者生成一些xml都可以，在运行时期，这类注解是没有的~~会依靠动态生成的类做一些操作，因为没有反射，效率和直接调用方法没什么区别~~~。在程序编译时， Butterknife会跟据所有的注解生成对应的代码比如说上面的MainActivity类，Butterknife会生成

public class MainActivity$ViewBinder<T extends MainActivity> implements ButterKnife.ViewBinder<T> {
 public void bind(ButterKnife.Finder finder, final T target, Object source) {
 target.mTv1 = ((TextView)finder.castView((View)finder.findRequiredView(source, 2131492971, "field 'mTv1'"), 2131492971, "field 'mTv1'"));
 View localView = (View)finder.findRequiredView(source, 2131492972, "field 'mTv2' and method 'tv2OnClick'");
 target.mTv2 = ((TextView)finder.castView(localView, 2131492972, "field 'mTv2'"));
 localView.setOnClickListener(new DebouncinGonClickListener() {
  public void doClick(View paramAnonymousView) {
  target.tv2OnClick();
  }
 });
 }
 public void unbind(T target) {
 target.mTv1 = null;
 target.mTv2 = null;
 }
}

可以看出Bind注解到最后就是调用生成的代码来findViewById然后给其赋值的，事件就是给view设置一个默认的事件，然后里面调用你注解的那个方法。所以在性能上，ButterKnife并不会影响到app。 Butterknife 自动生产的代码也不多，不会对程序的包大小有什么影响。

AndroidAnnotations框架分析

      再来分析下著名的Annotations框架。该框架的原理跟Butterknife一样，都是在编译时生成代码，不过annotations并不是生成代码供对应的类调用去给带注解的变量、方法赋值，而是直接生成一个继承带注解的类，这个类里面有对变量赋值，对注解方法调用的代码。运行时，直接运行的是annotations生成的类，而不是我们写的类。说了这么多是不是不太明白，没关系，demo来了！先看下我们写的类。

@EActivity(R.layout.content_main)
public class MainActivity extends Activity {
 @ViewById(R.id.myInput)
 EditText myInput;
 @ViewById(R.id.myTextView)
 TextView textView;
 @Click
 void myButton() {
  String name = myInput.getText().toString();
  textView.setText("Hello "+name);
 }
}

再看下annotations生成的类。

public final class MainActivity_
 extends MainActivity
 implements HasViews, OnViewChangedListener
{
 private final OnViewChangedNotifier onViewChangedNotifier_ = new OnViewChangedNotifier();
 @Override
 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  OnViewChangedNotifier previousNotifier = OnViewChangedNotifier.replaceNotifier(onViewChangedNotifier_);
  init_(savedInstanceState);
  super.onCreate(savedInstanceState);
  OnViewChangedNotifier.replaceNotifier(previousNotifier);
  setContentView(layout.content_main);
 }
 private void init_(Bundle savedInstanceState) {
  OnViewChangedNotifier.reGISterOnViewChangedListener(this);
 }
 @Override
 public void setContentView(int layoutResID) {
  super.setContentView(layoutResID);
  onViewChangedNotifier_.notifyViewChanged(this);
 }
 @Override
 public void setContentView(View view, LayoutParams params) {
  super.setContentView(view, params);
  onViewChangedNotifier_.notifyViewChanged(this);
 }
 @Override
 public void setContentView(View view) {
  super.setContentView(view);
  onViewChangedNotifier_.notifyViewChanged(this);
 }
 public static MainActivity_.IntentBuilder_ intent(Context context) {
  return new MainActivity_.IntentBuilder_(context);
 }
 public static MainActivity_.IntentBuilder_ intent(Fragment supportFragment) {
  return new MainActivity_.IntentBuilder_(supportFragment);
 }
 @Override
 public void onViewChanged(HasViews hasViews) {
  myInput = ((EditText) hasViews.findViewById(id.myInput));
  textView = ((TextView) hasViews.findViewById(id.myTextView));
  {
   View view = hasViews.findViewById(id.myButton);
   if (view!= null) {
    view.setOnClickListener(new OnClickListener() {
     @Override
     public void onClick(View view) {
      MainActivity_.this.myButton();
     }
    }
    );
   }
  }
 }
}

方法调用链：onCreate(Bundle saveInstanceState) ----> setContentView() ----> onViewChangedNotifier_.notifyViewChanged()，而onViewChanagedNotifier_.notifyViewChanged()方法最终会调用onViewChanged(HasViews hasViews)方法，在此方法中有对变量赋值，事件方法设置的代码，注意看自动生成的类的名字，发现规律了吧，就是我们写的类的名字后面加上一个'_'符号，现在知道为什么用Annotations框架，我们的AndroidManifest.xml中对Activity 的配置，Activity的名字要多加一个'_'符号了吧。因为真正加载的是AndroidAnnotations生成的代码。写到这里大家发现没，annotations框架里面一个反射都没有，没错这个框架没有用到反射，没有初始化，所有的工作在编译时都做了，不会对我们的程序造成任何速度上的影响。

       那Annotations支持哪些注解呢？既然Annotations性能上跟Butterknife差不多，那功能呢？在这里翻译一下官网的Features.

1）、依赖注入：注入views, extras, 系统服务，资源，...
2）、简化线程模式：在方法上添加注释来制定该方法是运行在UI线程还是子线程。
3）、事件绑定：在方法上添加注释来制定该方法处理那些views的那个事件。
4）、REST client：创建一个client的接口，AndroidAnnotations会生成实现代码，这是关于网络方面的。
5）、清晰明了：AndroidAnnotations会在编译时自动生成对应子类，我们可以查看相应的子类来了解程序是怎么运行的。
XUtils框架分析

    xutils框架是我们现在在用的框架，那我们就来分析一下他的注解功能。xutils的使用方式跟Butterknife一样，都是在成员变量，方法上添加注释，然后调用一个方法(xutils是ViewUtils.inject()方法)对成员变量赋值、事件方法设置到view上。不同的是，Butterknife是调用自动生成的代码来赋值，而xutils是通过反射来实现的。ok，拿源码说话。

private static void injectObject(Object handler, ViewFinder finder) {
  Class<?> handlerType = handler.getClass();
  // inject ContentView
  .......
  // inject view
  Field[] fields = handlerType.getDeclaredFields();
  if (fields != null && fields.length > 0) {
   for (Field field : fields) {
    ViewInject viewInject = field.getAnnotation(ViewInject.class);
    if (viewInject != null) {
     try {
      View view = finder.findViewById(viewInject.value(), viewInject.parentId());
      if (view != null) {
       field.setAccessible(true);
       field.set(handler, view);
      }
     } catch (Throwable e) {
      LogUtils.e(e.getMessage(), e);
     }
    } else {
     ResInject resInject = field.getAnnotation(ResInject.class);
     ...... // 跟viewInject类似
     } else {
      PreferenceInject preferenceInject = field.getAnnotation(PreferenceInject.class);
      ...... // 跟viewInject类似
     }
    }
   }
  }
  // inject event
  Method[] methods = handlerType.getDeclaredMethods();
  if (methods != null && methods.length > 0) {
   for (Method method : methods) {
    Annotation[] annotations = method.getDeclaredAnnotations();
    if (annotations != null && annotations.length > 0) {
     for (Annotation annotation : annotations) {
      Class<?> annType = annotation.annotationType();
      if (annType.getAnnotation(EventBase.class) != null) {
       method.setAccessible(true);
       try {
        // ProGuard：-keep class * extends java.lang.annotation.Annotation { *; }
        Method valueMethod = annType.getDeclaredMethod("value");
        Method parentIdMethod = null;
        try {
         parentIdMethod = annType.getDeclaredMethod("parentId");
        } catch (Throwable e) {
        }
        Object values = valueMethod.invoke(annotation);
        Object parentIds = parentIdMethod == null ? null : parentIdMethod.invoke(annotation);
        int parentIdsLen = parentIds == null ? 0 : Array.getLength(parentIds);
        int len = Array.getLength(values);
        for (int i = 0; i < len; i++) {
         ViewInjectInfo info = new ViewInjectInfo();
         info.value = Array.get(values, i);
         info.parentId = parentIdsLen > i ? (Integer) Array.get(parentIds, i) : 0;
         EventListenerManager.addEventMethod(finder, info, annotation, handler, method);
        }
       } catch (Throwable e) {
        LogUtils.e(e.getMessage(), e);
       }
      }
     }
    }
   }
  }
 }

    可以看到反射、反射到处在反射，虽然现在的反射速度也很快了，但是还是不能跟原生代码相比，一旦注释用的多了，这初始化速度会越来越慢。通过上面注释处理的代码可以看出，xutils支持的注释目前主要有UI, 资源，事件，SharedPreference绑定。跟xutils一样是运行时利用反射去解析注释的框架还有afinal, roboguice等。

      市面上还有很多其他的注释框架，但是万变不离其宗，不是反射就是自动生成代码。反射功能虽然强大，但是不可取，不仅会拖慢速度还会破话程序的封装性。个人认为生成代码的方案比较好，所有的功能都在编译时做了，并不会影响到用户的体验，唯一的缺点就是比反射难实现，不过我们程序不就是把难处留给自己，把快乐留给用户么！

     最后，对上面三种框架总结一下。

上面的难易，强弱，快慢都是相对他们三个自己来说的，比如AndroidAnnotations的接入评级是难，并不代表它的接入方式很难，只是相对ButterKnife和XUtils来说比他们难。如果只想使用UI绑定，资源绑定，事件绑定的功能，推荐使用ButterKnife。以上分析纯属个人观点，仅供参考！

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