Android | dagger细枝篇

嗨，我是哈利迪~《看完不忘系列》之dagger（树干篇）一文对dagger做了初步介绍，下面我们一起来瞅瞅dagger的一些细节。

本文约3.5k字，阅读大约9分钟。 Dagger源码基于最新版本2.28.3

目录：

@Binds和@Provides区别

Binds和Provides都是搭配Module（模块，用于支持模块化）使用的，Binds表示抽象和具体的绑定，作用在抽象方法上，如下，

@Module
abstract class GasEngineModule {//汽油引擎模块
    @Binds
    abstract IEngine makeGasEngine(GasEngine engine);
    //抽象的IEngine接口作为返回值，具体的GasEngine作为入参，形成绑定关系
    //当有地方依赖了IEngine时，这里可以为他提供GasEngine实例
}

为什么用抽象方法，因为这里我们要做的只是声明绑定关系，dagger根据声明就知道如何提供实例了，dagger不会调用这个方法或为他生成具体实现。

当需要提供的实例不是一个而是一组时，Binds可以和集合注解：@IntoSet、@ElementsIntoSet、@IntoMap一起使用，

@Module
abstract class GasEngineModule {//汽油引擎模块
    @Binds
    @IntoMap //支持入map
    @StringKey("Gas") //使用IntoMap的话，还需要指定一个key
    abstract IEngine makeGasEngine(GasEngine engine);
}

@Module
abstract class ElectricEngineModule {//电动引擎模块
    @Binds
    @IntoMap //支持入map
    @StringKey("Electric")
    abstract IEngine makeElectricEngine(ElectricEngine engine);
}

key的指定也有多种类型，如@StringKey、@IntKey、@LongKey、@ClassKey等。

而Provides就比较简单了，当我们没法用@Inject来标记实例的创建姿势时，可以用@Provides来提供实例，比如Retrofit是三方库的类我们没法标记其构造方法，则可以用Provides提供，

@Module
public class NetworkModule {
    @Provides
    public Retrofit provideRetrofit() {
        return new Retrofit.Builder()
            .baseUrl("xxx")
            .build();
    }
}

可见Binds用于声明接口和实例的绑定关系，Provides用于直接提供实例，他们都写在可模块化的Module里。

然后经过Component指定modules，这些声明就能被dagger找到了，

@Component(modules = {GasEngineModule.class, ElectricEngineModule.class}) //传入
public interface CarGraph {
    //...
}

@Subcomponent

Subcomponent即子组件，可以将父组件的能力继承过来，同时扩展自己的能力。现在已经有了@Component的CarGraph来造车，我们可以建一个@Subcomponent的WheelGraph来造轮胎，（虽是轮胎图纸，但也有造车之心）

@Subcomponent //子组件，轮胎图纸
public interface WheelGraph {
    Wheel makeWheel(); //造轮胎

    @Subcomponent.Factory //告知CarGraph如何创建WheelGraph
    interface Factory {
        WheelGraph create();
    }
}

下面要告知dagger WheelGraph是CarGraph的子组件，需要提供Module，借助Module将子组件的类WheelGraph传给subcomponents，

@Module(subcomponents = WheelGraph.class)
public class WheelModule {
}

将Module添加到CarGraph，

@Component(modules = {WheelModule.class})
public interface CarGraph {
 //...

    //提供接口，让使用者能借助Factory拿到WheelGraph实例
    WheelGraph.Factory wheelGraph();
}

使用，

//轮胎图纸
WheelGraph wheelGraph = carGraph.wheelGraph().create();
//造轮胎
Wheel wheel = wheelGraph.makeWheel();

然后我们看下子组件是如何使用父组件的能力的，在WheelGraph里添加一个inject，

@Subcomponent
public interface WheelGraph {
 //...

    //告诉dagger谁要注入
    void inject(DaggerActivity activity);
}

把DaggerActivity里的 carGraph.inject(this) 换成 wheelGraph.inject(this)，发现mCar也能正常运行，

class DaggerActivity extends AppCompatActivity {
    @Inject
    Car mCar;
    void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        CarGraph carGraph = DaggerCarGraph.create();
  //carGraph.inject(this);
        WheelGraph wheelGraph = carGraph.wheelGraph().create();
        wheelGraph.inject(this);
        //正常发动
        mCar.start();
    }
}

可见wheelGraph把carGraph的造车能力也给继承过来了。

我们看到生成的DaggerCarGraph类，里面有个内部类WheelGraphImpl（子组件不会生成单独的DaggerXXX类，而是依附于父组件），

class WheelGraphImpl implements WheelGraph {
    
    @Override
    public Wheel makeWheel() {
        return new Wheel();
    }

    @Override
    public void inject(DaggerActivity activity) {
        injectDaggerActivity(activity);// ↓
    }

    private DaggerActivity injectDaggerActivity(DaggerActivity instance) {
        //跟父组件的注入逻辑一致，还调用了父组件的造车能力DaggerCarGraph.this.makeCar()
        DaggerActivity_MembersInjector.injectMCar(instance, DaggerCarGraph.this.makeCar());
        return instance;
    }
}

谷歌示例会形象些，ApplicationComponent和LoginComponent就是父与子的关系，LoginComponent自己管理LoginViewModel，但同时又继承了父组件的数据获取能力，

@Scope

Scope即作用域，是一种元注解，即作用于注解的注解。@Singleton可以实现全局单例，当父组件CarGraph标记了@Singleton，子组件WheelGraph就不能使用相同的@Singleton了，我们可以自定义注解。

@Scope //元注解
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface ActivityScope { //表示我想要一个Activity级别的作用域
}

使用，

@ActivityScope //使用自定义注解
public class Wheel {
}

@ActivityScope //使用自定义注解
@Subcomponent
public interface WheelGraph {
}

@Qualifier

Qualifier即限定符，也是一种元注解。当有多个相同类型的实例要提供时，比如轮胎有最小和最大尺寸都是相同的int类型，

public class Wheel {
    int minSize;
    int maxSize;

    @Inject
    public Wheel(int minSize, int maxSize) {
        this.minSize = minSize;
        this.maxSize = maxSize;
    }
}

WheelModule进行提供，

@Module(subcomponents = WheelGraph.class)
public class WheelModule {
    @Provides
    static int minSize() {
        return 12;
    }

    @Provides
    static int maxSize() {
        return 23;
    }
}

这时dagger就会出错了，他不知道多个int的对应关系，需要自定义注解来指定，

@Qualifier //元注解
@Retention(RUNTIME)
public @interface MinSize {} //限定符注解

@Qualifier //元注解
@Retention(RUNTIME)
public @interface MaxSize {} //限定符注解

然后在Wheel和WheelModule都加上限定即可

public class Wheel {
    int minSize;
    int maxSize;

    @Inject
    public Wheel(@MinSize int minSize, @MaxSize int maxSize) {//使用自定义注解
        this.minSize = minSize;
        this.maxSize = maxSize;
    }
}

@Module(subcomponents = WheelGraph.class)
public class WheelModule {
    @Provides
    @MinSize //使用自定义注解
    static int minSize() {
        return 12;
    }

    @Provides
    @MaxSize //使用自定义注解
    static int maxSize() {
        return 23;
    }
}

SPI机制

dagger文档里提到了SPI机制，哈迪蹩脚的英文看得一头雾水，不过最近刚好看到了好友帅丙的文章Dubbo的SPI机制，做了个简单的理解，SPI（Service Provider Interface，服务提供者接口）简单来说，就是先统一接口，然后按需扩展自己的实现类，到了运行的时候再去查找加载对应的实现类，不过这里的实现类，我们集中放在一个事先约定好的地方。

比如MySQL，

约定在 Classpath 下的 META-INF/services/ 目录里创建一个以服务接口命名的文件，然后文件里面记录的是此 jar 包提供的具体实现类的全限定名。这样当我们引用了某个 jar 包的时候就可以去找这个 jar 包的 META-INF/services/ 目录，再根据接口名找到文件，然后读取文件里面的内容去进行实现类的加载与实例化。 -- 敖丙

声明好了实现类后，运行时就会有java自带的ServiceLoader来解析文件，加载实现类（不过Dubbo为了优化自建了一套）。

再比如我们更为熟悉的gradle-plugin开发，也会约定一个地方来声明实现类，在插件工程的resources/META-INF/gradle-plugins/目录下建一个plugin_name.properties文件，声明类的全名，（参见butterknife）

implementation-class=butterknife.plugin.ButterKnifePlugin

所以SPI简单理解就是一种可扩展的、提供实现类的约定机制。那么SPI对dagger来说有啥用途呢？

注意：dagger的SPI还是实验性的，随时可变

我们看到dagger的spi包下的一个接口BindingGraphPlugin，

//我是一个插件接口，可以插在dagger图绑定（创建类连接依赖关系）的过程中
public interface BindingGraphPlugin {
 //为Dagger处理器遇到的每个有效根绑定图调用一次。 可以使用diagnosticReporter报告诊断
    void visitGraph(BindingGraph bindingGraph, DiagnosticReporter diagnosticReporter);

 //使用Filer初始化此插件，该Filer可用于基于绑定图编写Java或其他文件。 
    //在访问任何图形之前，此插件的每个实例将调用一次
    default void initFiler(Filer filer) {}

 //...
    default void initTypes(Types types) {}

 //...
    default void initElements(Elements elements) {}

 //...
    default void initOptions(Map<String, String> options) {}

 //返回此插件用于配置行为的注释处理选项。
    default Set<String> supportedOptions() {
        return Collections.emptySet();
    }

 //插件的唯一名称，将在打印到Messager的诊断程序中使用。 默认情况下，使用插件的标准名称
    default String pluginName() {
        return getClass().getCanonicalName();
    }
}

咦，BindingGraphPlugin是啥玩意？你想想，再好好想想，他是不是长得很像我们开发注解处理器APT时做的一些事情，看下ButterKnifeProcessor，

@AutoService(Processor.class)
//使用AutoService自动帮我们做SPI声明，
//他会创建META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor文件，帮我们写入注解处理器的类全名
public final class ButterKnifeProcessor extends AbstractProcessor {
    public void init(ProcessingEnvironment env) {}
    public Set<String> getSupportedOptions() {}
    public Set<String> getSupportedAnnotationTypes() {}
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> elements, RoundEnvironment env) {}
}

怎么样，长得是不是还挺像，那就很好理解了，注解处理器在构建时插入一段逻辑来解析注解生成辅助类，那dagger的BindingGraphPlugin就是在图绑定阶段插一段逻辑来做自定义处理嘛。

dagger内置了一些实现类，如DependencyCycleValidator用来检测是否有循环依赖、FailingPlugin用来生成错误报告、InjectBindingValidator用于验证@Inject标记的构造方法...

如果有特殊需求，就可以自定义插件，插入自己的逻辑，例如实现以下功能：

添加项目特定的错误和警告，例如android.content.Context的绑定必须具有@Qualifier或实现DatabaseRelated的绑定必须是作用域
生成额外的Java源文件
将Dagger模型序列化为资源文件
建立Dagger模型的可视化（可将绑定图（依赖关系）转成json/proto，然后渲染成UI）

-- dagger

自定义插件使用@AutoService(BindingGraphPlugin.class)进行SPI声明，例如dagger的一个TestPlugin，

@AutoService(BindingGraphPlugin.class)
public final class TestPlugin implements BindingGraphPlugin {
    private Filer filer;//文件操作

    @Override
    public void initFiler(Filer filer) {
        this.filer = filer;
    }

    @Override
    public void visitGraph(BindingGraph bindingGraph, DiagnosticReporter diagnosticReporter) {
  //定制逻辑...
    }
}

定义好插件后，dagger就会使用java自带的ServiceLoader进行查找和加载，在SpiModule中，

@Module
abstract class SpiModule {
    private SpiModule() {}

    @Provides
    @Singleton
    static ImmutableSet<BindingGraphPlugin> externalPlugins(
        @TestingPlugins Optional<ImmutableSet<BindingGraphPlugin>> testingPlugins,
        @ProcessorClassLoader ClassLoader processorClassLoader) {
        return testingPlugins.orElseGet(
            () ->
            ImmutableSet.copyOf(
                //ServiceLoader.load
                ServiceLoader.load(BindingGraphPlugin.class, processorClassLoader)));
    }
}

对ServiceLoader.load实现感兴趣的读者，可以看敖丙的文章Dubbo的SPI机制，实现不是很复杂。

延伸

延伸部分略枯燥，纯属个人装B学习记录用，不感兴趣可跳过~?

偷偷装个B，哈迪在公司其实脚本和后端都写过（当然只是内部的管理平台，不可能是核心业务啦），所以分析技术时已经习惯了各种发散和对比，越发觉得其实很多端的技术很是相通~看过Tangram系列的读者应该也见过TangramService项目，这还是用大学时搭的壳来写的...

@Autowired注入

源码基于spring 4.3.13，spring boot 1.5.9

使用姿势，

@RestController
public class ActivityController {
    @Autowired //自动注入
    private ActivityService activityService;
}

@Service
public class ActivityService {} //注意：因为代码不多，所以就没按规范抽成接口和Impl

那么activityService实例是如何自动注入的呢？

Spring会扫描@Component注解的Bean，然后AbstractAutowireCapableBeanFactory#populateBean负责注入bean的属性，他里边调了ibp.postProcessPropertyValues，我们看到AutowiredAnnotationBeanPostProcessor#postProcessPropertyValues，

//AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java
public PropertyValues postProcessPropertyValues() {
    //1.获取Class中关于属性注入相关注解的元数据
    InjectionMetadata metadata = findAutowiringMetadata(beanName, bean.getClass(), pvs);
    //2.完成属性注入操作
    metadata.inject(bean, beanName, pvs);
    return pvs;
}

1.findAutowiringMetadata主要是做检查和缓存，他调了buildAutowiringMetadata，跟进，

//AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java
private InjectionMetadata buildAutowiringMetadata(final Class<?> clazz) {
    LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> elements = 
        new LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement>();
    //目标类，如我们的ActivityController
    Class<?> targetClass = clazz;
    do {
        //收集
        final LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement> currElements =
            new LinkedList<InjectionMetadata.InjectedElement>();
        //记录有@Autowired，@Value等注解的field
        ReflectionUtils.doWithLocalFields(targetClass, new ReflectionUtils.FieldCallback() {
            @Override
            public void doWith(Field field) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
                AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(field);
                if (ann != null) {
                    //...
                    currElements.add(new AutowiredFieldElement(field, required));
                }
            }
        });
        //记录有@Autowired，@Value等注解的method
        ReflectionUtils.doWithLocalMethods(targetClass, new ReflectionUtils.MethodCallback() {
            @Override
            public void doWith(Method method) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
                //...
                AnnotationAttributes ann = findAutowiredAnnotation(bridgedMethod);
                if (ann != null && method.equals(ClassUtils.getMostSpecificMethod(method, clazz))) {
                    //...
                    currElements.add(new AutowiredMethodElement(method, required, pd));
                }
            }
        });
        //收集
        elements.addAll(0, currElements);
        //继续往上查找父类
        targetClass = targetClass.getSuperclass();
    }while (targetClass != null && targetClass != Object.class);
    //返回包装好的元数据
    return new InjectionMetadata(clazz, elements);
}

解析类的注解得到包装好的元数据后，就调用2.metadata.inject进行注入，他又调了element.inject，我们直接看到AutowiredFieldElement#inject，

//AutowiredFieldElement
protected void inject(Object bean, String beanName, PropertyValues pvs) throws Throwable {
    //根据元数据，解析属性值，找到我们的ActivityService实例
    //DefaultListableBeanFactory.resolveDependency -> doResolveDependency -> 
    //findAutowireCandidates -> addCandidateEntry -> candidates.put -> 
    //descriptor.resolveCandidate -> AbstractBeanFactory.getBean -> getObjectForBeanInstance...
    value = beanFactory.resolveDependency(desc, beanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
    //设置可访问
    ReflectionUtils.makeAccessible(field);
    //将实例注入
    field.set(bean, value);
}

可见@Autowired的注入是基于反射来做的~

gRPC

RPC（Remote Procedure Call）是远程过程调用，后端进行服务化后，通常会在一个主机上调用另一个主机提供的方法，比如获取一个用户收藏的商品，用户服务器就会调用商品服务器的方法，什么？居然还能调用远程主机应用的方法？其实可以这么理解，就是基于一定协议和数据格式进行通信，比如http+json/proto，但是直接这么用不方便，就封装成接口方法的方式来调用了，看起来是调了一个方法，其实内部进行了远程通信。像Dubbo、Spring Cloud、gRPC就是一些远程过程调用的框架。可以类比Android的跨进程通信IPC，只不过RPC不仅跨了进程，还跨了主机。

gRPC是谷歌开源的高性能远程过程调用框架，dagger文档的gRPC就寥寥几句，还不完善，看不出个所以然，就先不看了，简单了解下就行...

尾声

由于哈迪没有dagger实战经验，写起来还是有点吃力的，写着写着就有种搬文档的感觉...而且dagger的使用程度貌似也不怎么高，真要用得炉火纯青，可能还得要靠深刻理解业务，能够发掘契合度极高的业务高手了吧...怎么说呢，趁年轻好奇心足够强烈，多学点还是好的，我们下期见~?

系列文章：

参考资料

GitHub & 文档 & API
csdn - Dubbo & csdn - Dubbo的SPI机制
简书 - SpringBoot源码解析@Value,@Autowired实现原理

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