Android路由方案ARouter分析

一、路由方案

原生的路由方案缺點：

• 顯式：直接的類依賴，耦合嚴重

• 隱式：規則集中式管理，協作困難

• Manifest擴展性較差

• 跳轉過程無法控制

• 失敗無法降級

ARouter的優勢：

• 使用註解，實現了映射關係自動註冊 與 分佈式路由管理

• 編譯期間處理註解，並生成映射文件，沒有使用反射，不影響運行時性能

• 映射關係按組分類、多級管理，按需初始化

• 靈活的降級策略，每次跳轉都會回調跳轉結果，避免StartActivity()一旦失敗將會拋出運營級異常

• 自定義攔截器，自定義攔截順序，可以對路由進行攔截，比如登錄判斷和埋點處理

• 支持依賴注入，可單獨作爲依賴注入框架使用，從而實現 跨模塊API調用

• 支持直接解析標準URL進行跳轉，並自動注入參數到目標頁面中

• 支持獲取Fragment

• 支持多模塊使用，支持組件化開發

…….

這麼多好處，是時候來了解一下ARouter了。

二、ARouter框架

上圖是根據ARouter一次基本的路由導航過程，整理的基本框架圖，涉及到主要流程，下面進行詳細介紹。

三、路由管理

1.註冊

通過註解，在編譯時收集使用了註解的類或變量並經過Android Process Tool處理進行統一管理。

包含三種註解@Autowired，@Interceptor，@Route。
@Route

註解定義

String path();//路徑URL字符串
String group() default "";//組名，默認爲一級路徑名；一旦被設置，跳轉時必須賦值
String name() default "undefined";//該路徑的名稱，用於產生JavaDoc
int extras() default Integer.MIN_VALUE;//額外配置的開關信息；譬如某些頁面是否需要網絡校驗、登錄校驗等
int priority() default -1;//該路徑的優先級

實現 @Route 註解

BlankFragment               @Route(path = "/test/fragment") 
Test1Activity               @Route(path = "/test/activity1")

該註解主要用於描述路由中的路徑URL信息，使用該註解標註的類將被自動添加至路由表中。

@Autowired

註解定義

boolean required() default false;
String desc() default "No desc.";

實現 @Autowired 註解

@Autowired
int age = 10;
@Autowired
HelloService helloService;

該註解是在頁面跳轉時參數傳遞用的。目標Class中使用該註解標誌的變量，會在頁面被路由打開的時候，在調用inject()後自動賦予傳遞的參數值。

@Interceptor

註解定義

int priority();//該攔截器的優先級
String name() default "Default";//該攔截器的名稱，用於產生JavaDoc

實現 @Interceptor 註解

一般應用於IInterceptor的實現類，是路由跳轉過程中的攔截器，不分module，應用全局。

@Interceptor(priority = 7)
public class Test1Interceptor implements IInterceptor {
    @Override
    public void process(final Postcard postcard, final InterceptorCallback callback) {
    ............
    }
}

2.收集

在編譯期間自動生成映射文件，arouter-compiler實現了一些註解處理器,目標在於生成映射文件與輔助文件。

三種類型的註解處理器，都實現了AbstractProcessor,主要功能如下：

• 首先通過註解處理器掃出被標註的類文件

• 按照不同種類的源文件進行分類

• 按照固定的命名格式生成映射文件

這樣就可以在運行期初始化的時候通過固定的包名來加載映射文件。

關於註解處理的源碼詳解見阿里路由框架--ARouter 源碼解析之Compiler。

以官方demo爲例，通過註解處理器，按照固定的命名格式生成映射文件。

具體以ARouter$$Root$$app爲例，看下註解處理器生成的類文件的內容：

public class ARouter$$Root$$app implements IRouteRoot {
  @Override
  public void loadInto(Map<String, Class<? extends IRouteGroup>> routes) {
    routes.put("service", ARouter$$Group$$service.class);
    routes.put("test", ARouter$$Group$$test.class);
  }
}

通過調用loadInto()方法將其管理的group類文件加載到集合中，方便後續路由查找。

3.加載

前面的收集都是在編譯器處理獲得的，那麼加載就是到了運行期。ARouter爲了避免內存和性能損耗，提出了“分組管理，按需加載”的方式。在前面的編譯處理的過程中，已經按照不同種類生成對應的映射文件。

以官方demo爲示例，一個app模塊有一個Root結點，管理各個Group分組，每個Group分組下有着多個界面；此外app模塊下還有着Interceptor結點，以及provider結點。

其中Interceptor結點對應於自定義的攔截器，provider結點對應於IOC，以實現跨模塊API調用。

ARouter在初始化的時候只會一次性地加載所有的root結點，而不會加載任何一個Group結點，這樣就會極大地降低初始化時加載結點的數量。當某一個分組下的某一個頁面第一次被訪問的時候，整個分組的全部頁面都會被加載進去。

初始加載

ARouter 其實是一個代理類，它的所有函數實現都交給_ARouter去實現，兩個都是單例模式。

public static void init(Application application) {//靜態函數進行初始化，不依賴對象
    if (!hasInit) {
        logger = _ARouter.logger; //持有 日誌打印的 全局靜態標量
        _ARouter.logger.info(Consts.TAG, "ARouter init start.");//打印 ARouter初始化日誌
        hasInit = _ARouter.init(application);//移交 _ARouter去 初始化

        if (hasInit) {
            _ARouter.afterInit();
        }

        _ARouter.logger.info(Consts.TAG, "ARouter init over.");//打印 ARouter初始化日誌
    }
}

繼續看一下_ARouter的初始化方法

protected static synchronized boolean init(Application application) {
        mContext = application;// Application的上下文
        LogisticsCenter.init(mContext, executor);//移交邏輯中心進行初始化，並傳入線城池對象
        logger.info(Consts.TAG, "ARouter init success!");//打印日誌
        hasInit = true;//標示是否初始化完成

        // It's not a good idea.
        // if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH) {
        //     application.registerActivityLifecycleCallbacks(new AutowiredLifecycleCallback());
        // }
        return true;
    }

繼續往下走，看LogisticsCenter的初始化方法

public synchronized static void init(Context context, ThreadPoolExecutor tpe) throws HandlerException {
        mContext = context; //靜態持有Application的上下文
        executor = tpe;//靜態持有 線城池

        try {
            // These class was generate by arouter-compiler.
            // 通過指定包名com.alibaba.android.arouter.routes，找到所有 編譯期產生的routes目錄下的類名(不包含裝載類)
            List<String> classFileNames = ClassUtils.getFileNameByPackageName(mContext, ROUTE_ROOT_PAKCAGE);

            for (String className : classFileNames) {//組別列表com.alibaba.android.arouter.routes.ARouter\$\$Root
                if (className.startsWith(ROUTE_ROOT_PAKCAGE + DOT + SDK_NAME + SEPARATOR + SUFFIX_ROOT)) {
                    // This one of root elements, load root.
                    ((IRouteRoot) (Class.forName(className).getConstructor().newInstance())).loadInto(Warehouse.groupsIndex);
                } else if (className.startsWith(ROUTE_ROOT_PAKCAGE + DOT + SDK_NAME + SEPARATOR + SUFFIX_INTERCEPTORS)) {//模塊內的攔截器列表com.alibaba.android.arouter.routes.ARouter\$\$Interceptors
                    // Load interceptorMeta
                    ((IInterceptorGroup) (Class.forName(className).getConstructor().newInstance())).loadInto(Warehouse.interceptorsIndex);
                } else if (className.startsWith(ROUTE_ROOT_PAKCAGE + DOT + SDK_NAME + SEPARATOR + SUFFIX_PROVIDERS)) {//IOC的動作路由列表com.alibaba.android.arouter.routes.ARouter\$\$Providers
                    // Load providerIndex
                    ((IProviderGroup) (Class.forName(className).getConstructor().newInstance())).loadInto(Warehouse.providersIndex);
                }
            }

            if (Warehouse.groupsIndex.size() == 0) {
                logger.error(TAG, "No mapping files were found, check your configuration please!");
            }

            if (ARouter.debuggable()) {
                logger.debug(TAG, String.format(Locale.getDefault(), "LogisticsCenter has already been loaded, GroupIndex[%d], InterceptorIndex[%d], ProviderIndex[%d]", Warehouse.groupsIndex.size(), Warehouse.interceptorsIndex.size(), Warehouse.providersIndex.size()));
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new HandlerException(TAG + "ARouter init logistics center exception! [" + e.getMessage() + "]");
        }
    }

通過上述代碼，實現了“分組管理，按需加載”的方式，加載了對應的三個註解處理器生成的類中管理的結點到路由集合中。

其中內存倉庫Warehouse緩存了全局應用的組別的清單列表、IOC的動作路由清單列表、模塊內的攔截器清單列表，3個map對象。

class Warehouse {
    // Cache route and metas
    static Map<String, Class<? extends IRouteGroup>> groupsIndex = new HashMap<>();//組別的列表 包含了組名與對應組內的路由清單列表Class的映射關係
    static Map<String, RouteMeta> routes = new HashMap<>();//組內的路由列表 包含了對應分組下的，路由URL與目標對象Class的映射關係

    // Cache provider
    static Map<Class, IProvider> providers = new HashMap<>(); //緩存IOC  目標class與已經創建了的對象 

    static Map<String, RouteMeta> providersIndex = new HashMap<>();//IOC 的動作路由列表包含了使用依賴注入方式的某class的  路由URL 與class映射關係

    // Cache interceptor
    //模塊內的攔截器列表 包含了某個模塊下的攔截器 與 優先級的映射關係
    static Map<Integer, Class<? extends IInterceptor>> interceptorsIndex = new UniqueKeyTreeMap<>("More than one interceptors use same priority [%s]");
    static List<IInterceptor> interceptors = new ArrayList<>();//已排序的攔截器實例對象

}

四、路由查找

ARouter.getInstance().build("/test/activity2").navigation();</pre>

以上述例子爲例，看一下ARouter路由查找的過程。首先看一下build過程

1.build()

public Postcard build(String path) {
    return _ARouter.getInstance().build(path);
}

protected Postcard build(String path) {
        if (TextUtils.isEmpty(path)) {
            throw new HandlerException(Consts.TAG + "Parameter is invalid!");
        } else {
            PathReplaceService pService = ARouter.getInstance().navigation(PathReplaceService.class);
            if (null != pService) {
                path = pService.forString(path);
            }
            return build(path, extractGroup(path));
        }
    }

其使用了代理類_ARouter的build()並構建和返回PostCard對象。 一個Postcard對象就對應了一次路由請求，作用於本次路由全過程。

這部分代碼主要包含兩個部分：

• 使用 IOC byType()方式尋找PathReplaceService.class接口的實現類，該實現類的作用就是實現 “運行期動態修改路由”。
• 繼續進行本次路由導航

首先來看一下PathReplaceService.class接口：

public interface PathReplaceService extends IProvider {

    /**
     * For normal path.
     *
     * @param path raw path
     */
    String forString(String path);

    /**
     * For uri type.
     *
     * @param uri raw uri
     */
    Uri forUri(Uri uri);
}

主要包含forString()和forUri兩個方法，針對路徑進行預處理，實現 “運行期動態修改路由”。

接下下，繼續通過build(path, extractGroup(path))進行路由導航，其中extractGroup()是從路徑中獲取默認的分組信息。

然後build()方法會返回一個Postcard對象，並把對應的路徑和分組信息傳入該對象。

分析完上面的過程，下面來詳細看下PathReplaceService pService = ARouter.getInstance().navigation(PathReplaceService.class);中的navigation()方法，該方法實際調用了代理類_ARouter的navigation(Class<? extends T> service)方法。

2.navigation(Class<? extends T> service)

protected <T> T navigation(Class<? extends T> service) {
    try {
        Postcard postcard = LogisticsCenter.buildProvider(service.getName());

        // Compatible 1.0.5 compiler sdk.
        if (null == postcard) { // No service, or this service in old version.
            postcard = LogisticsCenter.buildProvider(service.getSimpleName());
        }

        LogisticsCenter.completion(postcard);
        return (T) postcard.getProvider();
    } catch (NoRouteFoundException ex) {
        logger.warning(Consts.TAG, ex.getMessage());
        return null;
    }
}

• 首先LogisticsCenter.buildProvider(service.getName())根據Warehouse保存的providersIndex的信息查找並構建返回一個PostCard對象

• 然後執行LogisticsCenter.completion(postcard)，該方法會根據Warehouse保存的routes的路由信息完善postcard對象，該方法在下面還會出現，到時候具體介紹

再回到上文介紹ARouter.getInstance().build("/test/activity2").navigation()，返回PostCard對象後，開始調用對應的navigation()方法。

3.navigation()

觀察PostCard中的該方法

public Object navigation() {
        return navigation(null);
    }

    public Object navigation(Context context) {
        return navigation(context, null);
    }

    public Object navigation(Context context, NavigationCallback callback) {
        return ARouter.getInstance().navigation(context, this, -1, callback);
    }

    public void navigation(Activity mContext, int requestCode) {
        navigation(mContext, requestCode, null);
    }

    public void navigation(Activity mContext, int requestCode, NavigationCallback callback) {
        ARouter.getInstance().navigation(mContext, this, requestCode, callback);
    }

最終調用了ARouter中的navigation()方法，在其中其實是調用了_ARouter中的navigation()方法。

該方法包含查找回調的調用、降級處理、攔截器處理具體路由操作。

protected Object navigation(final Context context, final Postcard postcard, final int requestCode, final NavigationCallback callback) {
        try {
            LogisticsCenter.completion(postcard);
        } catch (NoRouteFoundException ex) {
            logger.warning(Consts.TAG, ex.getMessage());

            if (debuggable()) { // Show friendly tips for user.
                Toast.makeText(mContext, "There's no route matched!\n" +
                        " Path = [" + postcard.getPath() + "]\n" +
                        " Group = [" + postcard.getGroup() + "]", Toast.LENGTH_LONG).show();
            }

            if (null != callback) {
                callback.onLost(postcard);//觸發路由查找失敗
            } else {    // No callback for this invoke, then we use the global degrade service.
                DegradeService degradeService = ARouter.getInstance().navigation(DegradeService.class);
                if (null != degradeService) {
                    degradeService.onLost(context, postcard);
                }
            }

            return null;
        }
        //找到了路由元信息，觸發路由查找的回調
        if (null != callback) {
            callback.onFound(postcard);
        }
        //綠色通道校驗 需要攔截處理
        if (!postcard.isGreenChannel()) {   // It must be run in async thread, maybe interceptor cost too mush time made ANR.
            //調用攔截器截面控制器，遍歷內存倉庫的自定義攔截器，並在異步線程中執行攔截函數
            interceptorService.doInterceptions(postcard, new InterceptorCallback() {
                /**
                 * Continue process
                 *
                 * @param postcard route meta
                 */
                @Override
                public void onContinue(Postcard postcard) {
                    _navigation(context, postcard, requestCode, callback);
                }

                /**
                 * Interrupt process, pipeline will be destory when this method called.
                 *
                 * @param exception Reson of interrupt.
                 */
                @Override
                public void onInterrupt(Throwable exception) {
                    if (null != callback) {
                        callback.onInterrupt(postcard);
                    }

                    logger.info(Consts.TAG, "Navigation failed, termination by interceptor : " + exception.getMessage());
                }
            });
        } else {
            return _navigation(context, postcard, requestCode, callback);
        }

        return null;
    }

其中最重要的兩個方法就是LogisticsCenter.completion()和_navigation()，下面詳細介紹。

public synchronized static void completion(Postcard postcard) {
    if (null == postcard) {
        throw new NoRouteFoundException(TAG + "No postcard!");
    }
    //根據路徑URL獲取到路徑元信息
    RouteMeta routeMeta = Warehouse.routes.get(postcard.getPath());
    if (null == routeMeta) {    // Maybe its does't exist, or didn't load.
        //可能沒加載組內清單路徑，從組別的清單列表拿到對應組
        Class<? extends IRouteGroup> groupMeta = Warehouse.groupsIndex.get(postcard.getGroup());  // Load route meta.
        if (null == groupMeta) {
            throw new NoRouteFoundException(TAG + "There is no route match the path [" + postcard.getPath() + "], in group [" + postcard.getGroup() + "]");
        } else {
            //將該組的組內清單列表加入到內存倉庫中，並把組別移除
            try {
                if (ARouter.debuggable()) {
                    logger.debug(TAG, String.format(Locale.getDefault(), "The group [%s] starts loading, trigger by [%s]", postcard.getGroup(), postcard.getPath()));
                }

                IRouteGroup iGroupInstance = groupMeta.getConstructor().newInstance();
                iGroupInstance.loadInto(Warehouse.routes);
                Warehouse.groupsIndex.remove(postcard.getGroup());

                if (ARouter.debuggable()) {
                    logger.debug(TAG, String.format(Locale.getDefault(), "The group [%s] has already been loaded, trigger by [%s]", postcard.getGroup(), postcard.getPath()));
                }
            } catch (Exception e) {
                throw new HandlerException(TAG + "Fatal exception when loading group meta. [" + e.getMessage() + "]");
            }

            completion(postcard);   // 再次觸發完善邏輯
        }
    } else {
        postcard.setDestination(routeMeta.getDestination());//目標 class
        postcard.setType(routeMeta.getType());//路由類
        postcard.setPriority(routeMeta.getPriority());//路由優先級
        postcard.setExtra(routeMeta.getExtra());//額外的配置開關信息

        Uri rawUri = postcard.getUri();
        if (null != rawUri) {   // Try to set params into bundle.
            Map<String, String> resultMap = TextUtils.splitQueryParameters(rawUri);
            Map<String, Integer> paramsType = routeMeta.getParamsType();

            if (MapUtils.isNotEmpty(paramsType)) {
                // Set value by its type, just for params which annotation by @Param
                for (Map.Entry<String, Integer> params : paramsType.entrySet()) {
                    setValue(postcard,
                            params.getValue(),
                            params.getKey(),
                            resultMap.get(params.getKey()));
                }

                // Save params name which need auto inject.
                postcard.getExtras().putStringArray(ARouter.AUTO_INJECT, paramsType.keySet().toArray(new String[]{}));
            }

            // Save raw uri
            postcard.withString(ARouter.RAW_URI, rawUri.toString());
        }

        switch (routeMeta.getType()) {
            case PROVIDER:  // if the route is provider, should find its instance
                // Its provider, so it must implement IProvider
                Class<? extends IProvider> providerMeta = (Class<? extends IProvider>) routeMeta.getDestination();
                IProvider instance = Warehouse.providers.get(providerMeta);
                if (null == instance) { // There's no instance of this provider
                    IProvider provider;
                    try {
                        provider = providerMeta.getConstructor().newInstance();
                        provider.init(mContext);
                        Warehouse.providers.put(providerMeta, provider);
                        instance = provider;
                    } catch (Exception e) {
                        throw new HandlerException("Init provider failed! " + e.getMessage());
                    }
                }
                postcard.setProvider(instance);
                postcard.greenChannel();    // Provider should skip all of interceptors
                break;
            case FRAGMENT:
                postcard.greenChannel();    // Fragment needn't interceptors
            default:
                break;
        }
    }
}

該方法就是完善PostCard，來實現一次路由導航。

接下來介紹另一個方法_navigation()。

private Object _navigation(final Context context, final Postcard postcard, final int requestCode, final NavigationCallback callback) {
        final Context currentContext = null == context ? mContext : context;

        switch (postcard.getType()) {
            case ACTIVITY://如果是Acitvity，則實現Intent跳轉
                // Build intent
                final Intent intent = new Intent(currentContext, postcard.getDestination());
                intent.putExtras(postcard.getExtras());

                // Set flags.
                int flags = postcard.getFlags();
                if (-1 != flags) {
                    intent.setFlags(flags);
                } else if (!(currentContext instanceof Activity)) {    // Non activity, need less one flag.
                    intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                }

                // Navigation in main looper.
                new Handler(Looper.getMainLooper()).post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        if (requestCode > 0) {  // Need start for result
                            ActivityCompat.startActivityForResult((Activity) currentContext, intent, requestCode, postcard.getOptionsBundle());
                        } else {
                            ActivityCompat.startActivity(currentContext, intent, postcard.getOptionsBundle());
                        }

                        if ((-1 != postcard.getEnterAnim() && -1 != postcard.getExitAnim()) && currentContext instanceof Activity) {    // Old version.
                            ((Activity) currentContext).overridePendingTransition(postcard.getEnterAnim(), postcard.getExitAnim());
                        }

                        if (null != callback) { // Navigation over.
                            callback.onArrival(postcard);
                        }
                    }
                });

                break;
            case PROVIDER://如果是IOC，則返回目標對象實例
                return postcard.getProvider();
            case BOARDCAST:
            case CONTENT_PROVIDER:
            case FRAGMENT://如果是Fragment，則返回實例，並填充bundle
                Class fragmentMeta = postcard.getDestination();
                try {
                    Object instance = fragmentMeta.getConstructor().newInstance();
                    if (instance instanceof Fragment) {
                        ((Fragment) instance).setArguments(postcard.getExtras());
                    } else if (instance instanceof android.support.v4.app.Fragment) {
                        ((android.support.v4.app.Fragment) instance).setArguments(postcard.getExtras());
                    }

                    return instance;
                } catch (Exception ex) {
                    logger.error(Consts.TAG, "Fetch fragment instance error, " + TextUtils.formatStackTrace(ex.getStackTrace()));
                }
            case METHOD:
            case SERVICE:
            default:
                return null;
        }

        return null;
    }

至此我們就完成了一次路由跳轉。