ToyBricks简介以及原理分析

ToyBricks背景

我始终认为，在高内聚，低耦合的原则下，进行组件化，模块化，插件化都是移动应用开发的趋势。

为什么这么说呢？下面我们举个栗子：
大家都知道，以前Android应用开发中，可以使用HttpClient或者HttpUrlConnection来进行http访问。这里假设有一个耦合严重，但代码量巨大的项目，使用了基于HttpClient封装的loopj/android-async-http来进行http访问。但是，后来，Google明确支持使用HttpUrlConnection。此时，经过调研，你们觉得square/okhttp基于HttpUrlConnection，符合你们的要求。

现在，不管是否将HttpClient替换成okhttp，你们都可能面临以下困境：

1. 需求都做不完，根本没有排期做这个替换。于是，你们面临离google的支持越来越远，离风险越来越近的困境；
2. 辛辛苦苦耗费人力将HttpClient替换成okhttp。但由于两者变化很大，需要投入很多测试资源，来重新确认这些接口是否正常访问。一旦出现问题，还需要安排研发资源，去一一排查。
3. 替换的工作量太大。替换一部分之后，发现没有足够人力去继续完成。于是，替换终止。整个工程又变得混乱和臃肿，同时包含了两种http的封装库和调用。

模块化可以有效解决这些问题。通用的做法，是按照业务，功能等将整个项目分成不同的模块，由不同的研发测试小组负责。
每个模块又分为接口和实现两个部分。接口部分提供给模块外部调用，而实现部分则禁止来自外部的调用。

apt.png

那么，如何将模块的接口和实现部分关联起来呢？通过APT工具，可以轻松地将接口部分和实现部分关联起来。

APT，即Annotation Processing Tool,可以理解为“编译时注解处理器工具”。

官方说明：
“The apt tool is a command-line utility for annotation processing. It includes a set of reflective APIs and supporting infrastructure to process program annotations (JSR 175). These reflective APIs provide a build-time, source-based, read-only view of program structure. They are designed to cleanly model the Java programming language's type system after the addition of generics (JSR 14).”

简单理解如下：
apt工具是javac工具的一部分。在编译时，apt工具首先会扫描工程下Java源码中的编译时注解，再根据预先定义的编译时注解处理工具，生成指定的Java源码文件。紧接着，生成的Java源码文件和之前项目下的Java源码一起，由javac工具来编译成class。

但是，APT有一个局限性，就是只会扫描Java源码，不会扫描jar ，aar 和class 。也就是说，所有模块需要以源码形式存在。而现在通用的做法是，将模块打包成jar或者aar，发布到Maven库，再由其他模块自行引用。

有没有办法将APT的这种功能和特性延伸到jar和aar呢？
于是，ToyBricks应运而生。

ToyBricks简介

ToyBricks简介

ToyBricks是一个Android项目模块化的解决方案，主要包括四个部分，APT注解，APT注解处理器，ToyBricks插件（Gradle Plugin）,ToyBricks库。

ToyBricks.png

其中：

1. APT注解，主要定义了两个注解：Interface（接口，例如：IText）,Implementation （实现，例如：TextImpl）
2. APT注解处理器，在javac编译java源码之前。APT注解处理器会扫描Java源码中带有上面两个注解的接口和类，并且生成一个json文件， ToyBricks.json.
3. ToyBricks插件（Gradle Plugin）,负责ToyBricks.json的打包，合并，生成Java源文件等工作
4. ToyBricks，提供对外调用方法。通过参数传入接口，返回相应的实现。

ToyBricks原理分析

下面以接口IText和实现TextImpl为例，简单介绍下ToyBricks原理。

主要分为两个部分：

Android Library（最终可能打包成jar，aar，并发布到maven库）

如果工程是Android库模块，则主要流程如下：
1.在javac编译java源码之前，由APT注解处理器扫描Java源码中带有上面两个注解的接口和类，生成ToyBricks.json。

{
  "interfaceList" : [ "com.github.snowdream.toybricks.app.IText" ],
  "globalImplementation" : {
    "com.github.snowdream.toybricks.app.IText" : "com.github.snowdream.toybricks.app.impl.NewTextGobalImpl"
  },
  "defaultImplementation" : {
    "com.github.snowdream.toybricks.app.IText" : "com.github.snowdream.toybricks.app.impl.TextImpl"
  },
  "singletonImplementation" : [ "com.github.snowdream.toybricks.app.impl.NewTextGobalImpl" ]
}

2.在打包jar，aar的时候，由ToyBricks插件（Gradle Plugin）提前处理，保证ToyBricks.json能被拷贝进去jar包或者aar包的根目录下，并随同一起分布到maven仓库。

Android Application

如果工程是Android应用模块，则主要流程如下：

1. 第一步，和Android Library第一步一致。
2. Javac编译Java源代码
3. 扫描所有依赖的库文件，过滤出所有包含ToyBricks.json文件的jar包或者aar包，并且提取出来。提取完毕后，合并所有的ToyBricks.json文件，成为一个ToyBricks.json。
4. 将最终的ToyBricks.json按照预定规则生成一个Java源码文件.文件名为： InterfaceLoaderImpl.java

package com.github.snowdream.toybricks.annotation.impl;

import com.github.snowdream.toybricks.annotation.InterfaceLoader;
import java.lang.Class;
import java.lang.Override;
import java.util.HashMap;

/**
 *
 * Created by snowdream
 *
 * This file is automatically generated by apt(Annotation Processing Tool)
 * Do not modify this file -- YOUR CHANGES WILL BE ERASED!
 *
 * This file should *NOT* be checked into Version Control Systems,
 * as it contains information specific to your local configuration.
 */
final class InterfaceLoaderImpl implements InterfaceLoader {
  private static HashMap<Class, Object> sSingletonMap = new HashMap<Class, Object>();

  private static HashMap<Class, Class> sGlobalMap = new HashMap<Class, Class>();

  private static HashMap<Class, Class> sDefaultMap = new HashMap<Class, Class>();

  public InterfaceLoaderImpl() {
    addGlobalMap();
    addDefaultMap();
    addSingletonMap();
  }

  private void addGlobalMap() {
    sGlobalMap.put(com.github.snowdream.toybricks.app.IText.class,com.github.snowdream.toybricks.app.impl.NewTextGobalImpl.class);
  }

  private void addDefaultMap() {
    sDefaultMap.put(com.github.snowdream.toybricks.app.IText.class,com.github.snowdream.toybricks.app.impl.TextImpl.class);
  }

  private void addSingletonMap() {
    sSingletonMap.put(com.github.snowdream.toybricks.app.impl.NewTextGobalImpl.class,null);
  }

  @Override
  public <T> T getImplementation(Class<T> clazz) {
    T implementation = null;

    boolean isSingleton = false;

    Class implClass;

    implClass = sGlobalMap.get(clazz);

    if (implClass == null) {
      implClass = sDefaultMap.get(clazz);
    }

    if (implClass != null) {
      isSingleton = sSingletonMap.containsKey(implClass);

      if (isSingleton) {
        implementation = (T) sSingletonMap.get(implClass);
        if (implementation != null) {
          return implementation;
        }
      }

      try {
        implementation = (T) implClass.newInstance();
      } catch (InstantiationException e) {
        e.printStackTrace();
      } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
      }

      if (isSingleton && implementation != null) {
        sSingletonMap.put(implClass, implementation);
      }
    }

    return implementation;
  }
}

5.再次使用Javac工具编译InterfaceLoaderImpl.java文件。
6.这个文件就类似字典索引，通过这个文件，就可以通过传入接口，来查找对应的实现类。

总结

与APT工具相比，ToyBricks能够将接口和实现之间的关系进行持久化，存储在jar和aar中，并随之发布到Maven仓库，实现接口和实现的彻底分离。

如果您对ToyBricks有什么问题或者建议，欢迎通过后面的联系方式联系我。

参考资料：

1. SnowdreamFramework/ToyBricks
2. Annotation Processing Tool (apt)
3. ANNOTATION PROCESSING 101
4. Annotation-Processing-Tool详解
5. Java注解处理器
6. 什么是高内聚、低耦合？

联系方式

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• Github: https://github.com/snowdream
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• 简书：http://www.jianshu.com/u/748f0f7e6432
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