Android Jetpack系列--9. Hilt使用详解

相关知识

依赖注入

• Dependency Injection，简称DI；
• 依赖项注入可以使代码解耦，便于复用，重构和测试

什么是依赖项注入

• 类通常需要引用其他类，可通过以下三种方式获取所需的对象：

1. 在类中创建所需依赖项的实例

class CPU () {
    var name: String = ""
    fun run() {
        LjyLogUtil.d("$name run...")
    }
}
class Phone1 {
    val cpu = CPU()
    fun use() {
        cpu.run()
    }
}

2. 通过父类或其他类获取

val cm = getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE) as ConnectivityManager
val networkCapabilities = cm.getNetworkCapabilities(cm.activeNetwork)
LjyLogUtil.d("是否有网络连接：${networkCapabilities==null}")

3. 以参数形式提供，可以在构造类时提供这些依赖项，或者将这些依赖项传入需要各个依赖项的函数；

• 第三种方式就是依赖项注入

Android中的依赖注入方式

手动依赖注入

1. 构造函数注入

//在构造类时提供这些依赖项
class Phone (private val cpu: CPU) {
    fun use() {
        cpu.run()
    }
}
val cpu = CPU()
val phone=Phone(cpu)
phone.use()

2. 字段注入（或 setter 注入）

• 依赖项将在创建类后实例化

//将依赖项传入需要依赖项的函数
class Phone {
    lateinit var cpu: CPU
    fun use() = cpu.run()
}
val phone = Phone()
val cpu = CPU()
phone.cpu = cpu
phone.use()

• 上面两种都是手动依赖项注入，但是如果依赖项和类过多，手动依赖注入就会产生一些问题

1. 使用越来越繁琐;
2. 产生大量模板代码；
3. 必须按顺序声明依赖项;
4. 很难重复使用对象;

自动依赖注入框架

• 有一些库通过自动执行创建和提供依赖项的过程解决此问题，实现原理有如下几种方案：

1. 通过反射，在运行时连接依赖项;
2. 通过注解，编译时生成连接依赖项的代码;
3. kotlin 强大的语法糖和函数式编程;

1. Dagger：

• Android领域最广为熟知的依赖注入框架，可以说大名鼎鼎了

Dagger 1.x版本：Square基于反射实现的，有两个缺点一个是反射的耗时，另一个是反射是运行时的，编译期不会报错。而使用难度较高，刚接触时有经常容易写错，造成开发效率底；
Dagger 2.x版本：Google基于Java注解实现的，完美解决了上述问题，

2. Koin

• 为 Kotlin 开发者提供的一个实用型轻量级依赖注入框架，采用纯 Kotlin 语言编写而成，仅使用功能解析，无代理、无代码生成、无反射(通过kotlin 强大的语法糖（例如 Inline、Reified 等等）和函数式编程实现)；

3. Hilt：

• 由于Dagger的复杂度和使用难度较大，Android团队联合Dagger2团队，一起开发出来的一个专门面向Android的依赖注入框架Hilt，最明显的特征就是：1. 简单；2. 提供了Android专属的API；3. Google官方支持，和Jetpack其他组件配合使用；

Hilt

• Hilt 通过为项目中的每个 Android 类提供容器并自动为您管理其生命周期，定义了一种在应用中执行 DI 的标准方法。
• Hilt 在热门 DI 库 Dagger 的基础上构建而成，因而能够受益于 Dagger 提供的编译时正确性、运行时性能、可伸缩性和 Android Studio 支持。

Hilt使用流程

添加依赖项

//1. 配置Hilt的插件路径
buildscript {
    ...
    dependencies {
        ...
        classpath 'com.google.dagger:hilt-android-gradle-plugin:2.28-alpha'
    }
}
//2. 引入Hilt的插件
plugins {
    ...
    id 'dagger.hilt.android.plugin'
    id 'kotlin-kapt'
}
//3. 添加Hilt的依赖库及Java8
android {
  ...
  compileOptions {
    sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
    targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
  }
  //对于 Kotlin 项目，需要添加 kotlinOptions
  kotlinOptions {
      jvmTarget = "1.8"
  }
}
dependencies {
    ...
    implementation "com.google.dagger:hilt-android:2.28-alpha"
    kapt "com.google.dagger:hilt-android-compiler:2.28-alpha"
}

Hilt 应用类

• 用@HiltAndroidApp注解Application;
• @HiltAndroidApp注解 会触发 Hilt 的代码生成操作，生成的代码包括应用的一个基类，该基类充当应用级依赖项容器;

@HiltAndroidApp
class MyApplication : MultiDexApplication() {
    ...
}

将依赖项注入 Android 类

1. 用@AndroidEntryPoint注释类;

• 目前支持6类入口点：Application（通过使用 @HiltAndroidApp），Activity，Fragment，View，Service，BroadcastReceiver
• 使用 @AndroidEntryPoint 注解 Android 类，还必须为依赖于该类的 Android 类添加注释，例如为注解 fragment ，则还必须为该 fragment 依赖的 Activity 添加@AndroidEntryPoint注释。

2. 使用 @Inject 注释执行字段

• @AndroidEntryPoint 会为项目中的每个 Android 类生成一个单独的 Hilt 组件。这些组件可以从它们各自的父类接收依赖项, 如需从组件获取依赖项，请使用 @Inject 注释执行字段注入， 注意：Hilt注入的字段是不可以声明成private的；

3. 构造函数中使用 @Inject 注释

• 为了执行字段注入，需要在类的构造函数中使用 @Inject 注释，以告知 Hilt 如何提供该类的实例：

@AndroidEntryPoint
class HiltDemoActivity : AppCompatActivity() {
    @Inject
    lateinit var cpu: CPU
    ...
}

class CPU @Inject constructor() {
    var name: String = ""

    fun run() {
        LjyLogUtil.d("$name run...")
    }
}

带参数的依赖注入：

• 如果构造函数中带有参数，Hilt要如何进行依赖注入呢？
• 需要构造函数中所依赖的所有其他对象都支持依赖注入

class CPU @Inject constructor() {
    var name: String = ""
    fun run() {
        LjyLogUtil.d("$name run...")
    }
}

class Phone @Inject constructor(val cpu: CPU) {
    fun use() {
        cpu.run()
    }
}

@AndroidEntryPoint
class HiltActivity : AppCompatActivity() {
    @Inject
    lateinit var phone: Phone

    fun test() {
        phone.cpu.name = "麒麟990"
        phone.use()
    }
}

Hilt Module

• 有时一些类型参数不能通过构造函数注入, 如 接口 或 来自外部库的类，此时可以使用 Hilt模块 向Hilt提供绑定信息；
• Hilt 模块是一个带有 @Module 注释的类，并使用 @InstallIn 设置作用域

使用 @Binds 注入接口实例

//1. 接口
interface ICPU {
    fun run()
}
//2. 实现类
class KylinCPU @Inject constructor() : ICPU {
    override fun run() {
        LjyLogUtil.d("kylin run...")
    }
}
//3. 被注入的类，入参是接口类型
class Phone @Inject constructor(val cpu: ICPU) {
    fun use() {
        cpu.run()
    }
}
//4. 使用@Binds注入接口实例
@Module
@InstallIn(ActivityComponent::class)
abstract class CPUModel {
    @Binds
    abstract fun bindCPU(cpu: KylinCPU): ICPU
}
//5. 使用注入的实例
@AndroidEntryPoint
class HiltActivity : AppCompatActivity() {
    @Inject
    lateinit var phone: Phone

    fun test() {
        phone.cpu.name = "麒麟990"
        phone.use()
    }
}

使用 @Provides 注入实例

• 如果某个类不归您所有（因为它来自外部库，如 Retrofit、OkHttpClient 或 Room 数据库等类），或者必须使用构建器模式创建实例，也无法通过构造函数注入。

@Module
@InstallIn(ApplicationComponent::class)
class NetworkModel {
    @Provides
    fun provideOkHttpClient(): OkHttpClient {
        return OkHttpClient().newBuilder()
            .connectTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)
            .readTimeout(60, TimeUnit.SECONDS)
            .writeTimeout(90, TimeUnit.SECONDS)
            .build()
    }
}

为同一类型提供多个绑定

• 比如网络请求中可能需要不同配置的OkHttpClient，或者不同BaseUrl的Retrofit
• 使用@Qualifier注解实现

//1. 接口和实现类
interface ICPU {
    fun run()
}


class KylinCPU @Inject constructor() : ICPU {
    override fun run() {
        LjyLogUtil.d("kylin run...")
    }
}

class SnapdragonCPU @Inject constructor() : ICPU {
    override fun run() {
        LjyLogUtil.d("snapdragon run...")
    }
}

//2. 创建多个类型的注解
@Qualifier
@Retention(AnnotationRetention.BINARY)
annotation class BindKylinCPU

@Qualifier
@Retention(AnnotationRetention.BINARY)
annotation class BindSnapdragonCPU

//@Retention:注解的生命周期
//AnnotationRetention.SOURCE：仅编译期，不存储在二进制输出中
//AnnotationRetention.BINARY：存储在二进制输出中，但对反射不可见
//AnnotationRetention.RUNTIME：存储在二进制输出中，对反射可见


//3. 在Hilt模块中使用注解
@Module
@InstallIn(ActivityComponent::class)
abstract class CPUModel {
    @BindKylinCPU
    @Binds
    abstract fun bindKylinCPU(cpu: KylinCPU): ICPU

    @BindSnapdragonCPU
    @Binds
    abstract fun bindSnapdragonCPU(cpu: SnapdragonCPU): ICPU
}

//4. 使用依赖注入获取实例，可以用在字段注解，也可以用在构造函数或者方法入参中
class Phone5 @Inject constructor(@BindSnapdragonCPU private val cpu: ICPU) {
    @BindKylinCPU
    @Inject
    lateinit var cpu1: ICPU

    @BindSnapdragonCPU
    @Inject
    lateinit var cpu2: ICPU

    fun use() {
        cpu.run()
        cpu1.run()
        cpu2.run()
    }

    fun use(@BindKylinCPU cpu: ICPU) {
        cpu.run()
    }
}

组件默认绑定

• 由于可能需要来自 Application 或 Activity 的 Context 类，因此 Hilt 提供了 @ApplicationContext 和 @ActivityContext 限定符。
• 每个 Hilt 组件都附带一组默认绑定，Hilt 可以将其作为依赖项注入您自己的自定义绑定

class Test1 @Inject constructor(@ApplicationContext private val context: Context)

class Test2 @Inject constructor(@ActivityContext private val context: Context)

• 对于Application和Activity这两个类型，Hilt也是给它们预置好了注入功能(必须是这两个，即使子类也不可以)

class Test3 @Inject constructor(val application: Application)

class Test4 @Inject constructor(val activity: Activity)

Hilt内置组件类型

• 上面使用Hilt Module时，有用到@InstallIn(), 意思是把这个模块安装到哪个组件中

Hilt内置了7种组件可选：

1. ApplicationComponent：对应Application，依赖注入实例可以在全项目中使用
2. ActivityRetainedComponent：对应ViewModel（在配置更改后仍然存在，因此它在第一次调用 Activity#onCreate() 时创建，在最后一次调用 Activity#onDestroy() 时销毁）
3. ActivityComponent：对应Activity，Activity中包含的Fragment和View也可以使用；
4. FragmentComponent：对应Fragment
5. ViewComponent：对应View
6. ViewWithFragmentComponent：对应带有 @WithFragmentBindings 注释的 View
7. ServiceComponent：对应Service

• Hilt 没有为 broadcast receivers 提供组件，因为 Hilt 直接从 ApplicationComponent 注入 broadcast receivers；

组件作用域

• Hilt默认会为每次的依赖注入行为都创建不同的实例。

Hilt内置7种组件作用域注解

1. @Singleton：对应组件ApplicationComponent，整个项目共享同一个实例
2. @ActivityRetainedScope：对应组件ActivityRetainedComponent
3. @ActivityScoped：对应组件ActivityComponent，在同一个Activity（包括其包含的Fragment和View中）内部将会共享同一个实例
4. @FragmentScoped：对应组件FragmentComponent
5. @ViewScoped：对应组件ViewComponent和ViewWithFragmentComponent；
6. @ServiceScopedService：对应ServiceComponent

• 比如我们经常会需要一个全局的OkhttpClient或者Retrofit,就可以如下实现

interface ApiService {
    @GET("search/repositories?sort=stars&q=Android")
    suspend fun searRepos(@Query("page") page: Int, @Query("per_page") perPage: Int): RepoResponse
}

@Module
@InstallIn(ApplicationComponent::class)
class NetworkModel {

    companion object {
        private const val BASE_URL = "https://api.github.com/"
    }

    @Singleton
    @Provides
    fun provideApiService(retrofit: Retrofit): ApiService {
        return retrofit.create(ApiService::class.java)
    }

    //组件作用域:Hilt默认会为每次的依赖注入行为都创建不同的实例。
    @Singleton
    @Provides
    fun provideRetrofit(okHttpClient: OkHttpClient): Retrofit {
        return Retrofit.Builder()
            .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
            .baseUrl(BASE_URL)
            .client(okHttpClient)
            .build()
    }

    @Singleton
    @Provides
    fun provideOkHttpClient(): OkHttpClient {
        return OkHttpClient().newBuilder()
            .connectTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)
            .readTimeout(60, TimeUnit.SECONDS)
            .writeTimeout(90, TimeUnit.SECONDS)
            .build()
    }
}

• 或是使用Room操作本地数据库

@Database(entities = [RepoEntity::class], version = Constants.DB_VERSION)
abstract class AppDatabase : RoomDatabase() {
    abstract fun repoDao(): RepoDao
}

@Module
@InstallIn(ApplicationComponent::class)
object RoomModule {
    @Provides
    @Singleton
    fun provideAppDatabase(application: Application): AppDatabase {
        return Room
            .databaseBuilder(
                application.applicationContext,
                AppDatabase::class.java,
                Constants.DB_NAME
            )
            .allowMainThreadQueries() //允许在主线程中查询
            .build()
    }

    @Provides
    @Singleton
    fun provideRepoDao(appDatabase: AppDatabase):RepoDao{
        return appDatabase.repoDao()
    }
}

ViewModel的依赖注入

• 通过上面的学习，那我们如果在ViewModel中创建Repository要如何实现呢，可以如下:

//1. 仓库层
class Repository @Inject constructor(){
    @Inject
    lateinit var apiService: ApiService
    suspend fun getData(): RepoResponse {
        return apiService.searRepos(1, 5)
    }
}
//2. ViewModel层
@ActivityRetainedScoped
class MyViewModel @Inject constructor(private val repository: Repository): ViewModel() {
    var result: MutableLiveData<String> = MutableLiveData()
    fun doWork() {
        viewModelScope.launch {
            runCatching {
                withContext(Dispatchers.IO){
                    repository.getData()
                }
            }.onSuccess {
                result.value="RepoResponse=${gson().toJson(it)}"
            }.onFailure {
                result.value=it.message
            }
        }
    }
}
//3. Activity层
@AndroidEntryPoint
class HiltMvvmActivity : AppCompatActivity() {

    @Inject
    lateinit var viewModel: MyViewModel

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_hilt_mvvm)
        viewModel.result.observe(this, Observer {
            LjyLogUtil.d("result:$it")
        })
        lifecycleScope
        viewModel.doWork()
    }
}

ViewModel 和 @ViewModelInject 注解

• 这种改变了获取ViewModel实例的常规方式, 为此Hilt专门为其提供了一种独立的依赖注入方式: @ViewModelInject

//1. 添加两个额外的依赖
implementation 'androidx.hilt:hilt-lifecycle-viewmodel:1.0.0-alpha02'
kapt 'androidx.hilt:hilt-compiler:1.0.0-alpha02'
//2. 修改MyViewModel: 去掉@ActivityRetainedScoped注解，把@Inject改为@ViewModelInject
class MyViewModel @ViewModelInject constructor(private val repository: Repository): ViewModel() {
    ...
}
//3. activity中viewModel获取改为常规写法
@AndroidEntryPoint
class HiltMvvmActivity : AppCompatActivity() {
//    @Inject
//    lateinit var viewModel: MyViewModel
    val viewModel: MyViewModel by viewModels()
//  或  val viewModel: MyViewModel by lazy { ViewModelProvider(this).get(MyViewModel::class.java) }
    ...
}

SavedStateHandle 和 @assist注解

• Activity/Fragment被销毁一般有三种情况：
  1. 界面关闭或退出应用
  2. Activity 配置 (configuration) 被改变，如旋转屏幕时；
  3. 在后台时因运行内存不足被系统回收；
• ViewModel 会处理2的情况，而3的情况就需要使用onSaveInstanceState()保存数据，重建时用SavedStateHandle恢复数据，就要用@assist 注解添加 SavedStateHandle 依赖项

class MyViewModel @ViewModelInject constructor(
    private val repository: Repository,
    //SavedStateHandle 用于进程被终止时，保存和恢复数据
    @Assisted private val savedStateHandle: SavedStateHandle
) : ViewModel() {
    var result: MutableLiveData<String> = MutableLiveData()
    private val userId: MutableLiveData<String> = savedStateHandle.getLiveData("userId")

    fun doWork() {
        viewModelScope.launch {
            runCatching {
                withContext(Dispatchers.IO) {
                    repository.getData(userId)
                }
            }.onSuccess {
                result.value = "RepoResponse=${Gson().toJson(it)}"
            }.onFailure {
                result.value = it.message
            }
        }
    }
}

在 Hilt 不支持的类中注入依赖项

• 可以使用 @EntryPoint 注释创建入口点, 调用EntryPointAccessors的静态方法来获得自定义入口点的实例
• EntryPointAccessors提供了四个静态方法：fromActivity、fromApplication、fromFragment、fromView，根据自定义入口的MyEntryPoint的注解@InstallIn所指定的范围选择对应的获取方法；

@EntryPoint
@InstallIn(ApplicationComponent::class)
interface MyEntryPoint{
    fun getRetrofit():Retrofit
}

在ContentProvider中使用

• Hilt支持的入口点中少了一个关键的Android组件：ContentProvider, 主要原因就是ContentProvider.onCreate() 在Application的onCreate() 之前执行，因此很多人会利用这个特性去进行提前初始化, 详见Android Jetpack系列--5. App Startup使用详解, 而Hilt的工作原理是从Application.onCreate()中开始的，即ContentProvider.onCreate()执行之前，Hilt的所有功能都还无法正常工作；

class MyContentProvider : ContentProvider() {
    override fun onCreate(): Boolean {
        context?.let {
            val appContext=it.applicationContext
            //调用EntryPointAccessors.fromApplication()函数来获得自定义入口点的实例
            val entryPoint=EntryPointAccessors.fromApplication(appContext,MyEntryPoint::class.java)
            //再调用入口点中定义的getRetrofit()函数就能得到Retrofit的实例
            val retrofit=entryPoint.getRetrofit()
            LjyLogUtil.d("retrofit:$retrofit")
        }
        return true
    }
    ...
}

在 App Startup 中使用

• App Startup 会默认提供一个 InitializationProvider，InitializationProvider 继承 ContentProvider；

class LjyInitializer : Initializer<Unit> {
    override fun create(context: Context) {
        //调用EntryPointAccessors.fromApplication()函数来获得自定义入口点的实例
        val entryPoint= EntryPointAccessors.fromApplication(context, MyEntryPoint::class.java)
        //再调用入口点中定义的getRetrofit()函数就能得到Retrofit的实例
        val retrofit=entryPoint.getRetrofit()
        LjyLogUtil.d("retrofit:$retrofit")
    }

    override fun dependencies(): List<Class<out Initializer<*>>> {
        return emptyList()
    }
}

报错解决

• Expected @HiltAndroidApp to have a value. Did you forget to apply the Gradle Plugin?

android {
    ...
    defaultConfig {
        ...
        javaCompileOptions {
            annotationProcessorOptions {
                arguments = ["room.schemaLocation":
                             "$projectDir/schemas".toString()]
            }
        }
    }
}
//If so, try changing from "arguments =" to "arguments +=", as just using equals overwrites anything set previously.

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