动态Android编程

注意：本文章有些例子需要对Java或Android有一定编程基础。

与Python相比，Java是一门比较严肃的语言。作为一个先学Python的程序员，做起Android难免会觉得不舒服，有些死板，非常怀念decorator等方便的方法。为了实现一个简单的逻辑，你可能需要写很多额外的代码。

举个例子，做数据库查询时，怎么从一个Cursor里取出类型为User的实例到List？

假设User是这样的

class User {
    int id;
    String name;
}

找出User对应所有的列和每列在Cursor对应的索引。
如果索引存在，根据类型取出正确的值。
对于每个属性，不断重复上述步骤取出对应的值。

{
  int columnIndex = cursor.getColumnIndex("id");
  if (columnIndex >= 0) {
    instance.id = cursor.getInt(columnIndex);
  }
}

{
  int columnIndex = cursor.getColumnIndex("name");
  if (columnIndex >= 0) {
    instance.name = cursor.getString(columnIndex);
  }
}

这么做的问题在哪?

重复代码
重复代码
无聊
容易出错，不好维护

反射

我就是不想写那么多无聊的代码，怎么办？要不试试范型／反射。

取出所有的属性。
循环属性队列。
把属性设置成accessible。
找到索引。
取出属性的类型，根据类型从Cursor里取出正确的值。

public static <T> T fromCursor(Cursor cursor, Class<T> cls) {
    T instance = cls.newInstance();
    List<Field> fields = Arrays.asList(cls.getDeclaredFields())
    for (Field field : fields) {
      field.setAccessible(true);
      String fieldName = field.getName();
      int columnIndex = cursor.getColumnIndex(fieldName);
      if (columnIndex < 0) {
        continue;
      }
      Class fieldType = field.getType();
      if (fieldType.equals(int.class)) {
        field.setInt(instance, cursor.getInt(columnIndex));
      } else {
        // 处理更多类型 String/float...
   }
   return instance;
}

这样我们就不用很无聊的把同样的逻辑对于每种类型写一遍又一遍。

Processor

用了反射后，也会有一些其他问题，这样的代码可读性不是太好，不是很容易调试。

既然我们可以通过反射实现这些逻辑，为什么不干脆通过反射把这部分代码直接生成出来呢？

定义你要处理的annotation。

@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface MyAnnotation {
  String value();
}

定义你的Processor类，继承AbstractProcessor。

// Helper to define the Processor
@AutoService(Processor.class)
// Define the supported Java source code version
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_7)
// Define which annotation you want to process
@SupportedAnnotationTypes("com.glow.android.MyAnnotation")
public class MyProcessor extends AbstractProcessor {

重载process方法，实现生成代码的逻辑。

  @Override
  public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
    Set<? extends Element> elements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(MyAnnotation.class);
    Set<? extends TypeElement> typeElements = ElementFilter.typesIn(elements);
    for (TypeElement element : typeElements) {
      ClassName currentType = ClassName.get(element);
      MethodSpec.Builder builder = MethodSpec.methodBuilder("fromCursor")
       .returns(currentType)
       .addModifiers(Modifier.STATIC)
       .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
       .addParameter(ClassName.get("android.database", "Cursor"), "cursor");

      ... // 像在反射那节中，取出所有的fields，并循环取出每个元素，即每列
      CodeBlock.Builder blockBuilder = CodeBlock.builder();
      blockBuilder.beginControlFlow("");
      blockBuilder.addStatement("int columnIndex = cursor.getColumnIndex($S)", column);
      blockBuilder.beginControlFlow("if (columnIndex >= 0)");
      ColumnType columnType = columnTypeMap.get(column);
      String cursorType = null;
      if (columnType == ColumnType.INT) {
        cursorType = "Int";
      } else if (columnType == ColumnType.LONG) {
        cursorType = "Long";
      } else if (columnType == ColumnType.FLOAT) {
        cursorType = "Float";
      } else if (columnType == ColumnType.STRING) {
        cursorType = "String";
      } else {
        abort("Unsupported type", element);
      }

      blockBuilder.addStatement("instance.$L = cursor.get$L(columnIndex)",
            fieldName,
            cursorType);
      blockBuilder.endControlFlow();
      blockBuilder.endControlFlow();
      builder.addCode(blockBuilder.build());
      // 结束循环

      // 生成代码到文件里
      String className = ... // 设置你要生成的代码class名字
      JavaFileObject sourceFile =   processingEnv.getFiler().createSourceFile(className, element);
      Writer writer = sourceFile.openWriter();
      javaFile.writeTo(writer);
      writer.close();
    }

    return false;
  }

修改Userclass加上annotation

@MyAnnotation
class User {
    int id;
    String name;
}

用apt工具把我们上面写的库加到编译过程去。

Tips:

用AutoService可以方便的生成Processor方法
强推Javapoet，用来生成漂亮的代码

AOP

AOP的做法和Processor类似，这里就不详述。你可能用AspectJ。

Gradle plugin

最后我还是没有完全采用上面的方法，因为:

在编译时生成的代码在打开编译器时找不到
有时候有些特殊需求，比如很多属性要在多个地方共享使用，能配置化会更好些

于是我们就用了Gradle Plugin来通过可配置文件生成代码

以下是简单的例子:

定义配置文件，这里选用比较简单的toml文件

srcDir = "src/main/java"
pkg = "com.glow.android.storage.db"
[[tables]]
name = "user"
  [[tables.columns]]
  name = "id"
  type = "int"
  isKey = true

在buildSrc项目里创建Plugin

public class DbPlugin implements Plugin<Project> {

  @Override
  void apply(Project project) {
    project.task('initDb') << {
      def dir = project.getProjectDir()
      def file = new File(dir, "table.toml")
      generateCode(dir, new Toml().parse(file).to(DB.class))
    }
  }

  static void generateCode(File dir, DB db) {
    def outputDir = new File(dir, db.srcDir)
    outputDir.mkdirs()
    for (Table table : db.tables) {
      //  Process it
    }
  }
}

像在上节讲的那样生成代码，把数据源从annotation换成toml里的定义
在项目里把Plugin引用进去，并执行
这样就可以得到漂亮的已经生成好的代码